WO2022085675A1 - Crane, crane characteristic change determination device, and crane characteristic change determination system - Google Patents
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Definitions
- the boom 204 expands and contracts by moving each boom member in the axial direction by the expansion / contraction hydraulic cylinder 218 under the control of the control unit 29.
- the expansion / contraction hydraulic cylinder 218 corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the expansion / contraction hydraulic cylinder 218 also corresponds to an example of an expansion / contraction actuator.
- the sub winch 214 has a sub drum (not shown) around which the sub wire rope 215 is wound.
- the subdrum rotates under the control of the control unit 29 based on the driving force of the hydraulic motor 220 for the subdrum.
- the hydraulic motor 220 for a subdrum corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the hydraulic motor 220 for the sub drum also corresponds to an example of an actuator for raising and lowering the sub hook 210.
- the sub-drum operation tool 234 is an operation tool for the operator to operate the hydraulic motor 220 for the sub-drum.
- the sub-drum operating tool 234 is an operating tool for the operator to indicate the direction and / or speed (that is, the moving direction and / or speed of the sub-hook 210) with respect to the rotation of the sub-winch 214.
- control unit 29 sets the weight coefficient w ⁇ in the feedforward control unit 42b to the communication unit of the characteristic change determination device 7 every time the weight coefficient w ⁇ is adjusted in the feedforward control unit 42b (that is, for each learning).
- the operation of the communication unit 28 is controlled so as to transmit to 71.
- the terminal-side turning operation tool 32 is an operating tool for the operator to instruct the direction and / or speed of the crane device 2 with respect to turning.
- the terminal-side expansion / contraction operation tool 33 is an operation tool for the operator to instruct the direction and / or speed regarding the expansion / contraction of the boom 204.
- the terminal-side sub-drum operating tool 35 is an operating tool for the operator to instruct the direction and / or speed (that is, the moving direction and / or speed of the sub-hook 210) regarding the rotation of the sub-winch 214.
- the boom position calculation unit 291 acquires the target trajectory signal Pd ⁇ from the target trajectory calculation unit 290.
- the boom position calculation unit 291 acquires the turning angle ⁇ z (n) of the turning table 201 from the turning sensor 260.
- the feedback control unit 42a corrects the target trajectory signal Pd ⁇ by the current position coordinate p (n) of the luggage W (in the case of the present embodiment, the difference between the current position coordinate p (n) and the target trajectory signal Pd ⁇ ). By taking), the target orbital signal Pd1 ⁇ is generated.
- the target orbital signal Pd1 ⁇ corresponds to an example of the first signal.
- This target orbit signal Pd1 ⁇ is a learning teacher signal carried out by the feedforward control unit 42b described later.
- the target orbit signal Pd1 ⁇ generated by the feedback control unit 42a is corrected by the correction signal Pff out to become the target orbit signal Pd2 ⁇ . Since the signal flow in the feedforward control unit 42b is as shown in FIG. 9, detailed description thereof will be omitted.
- step S130 the control system 42 acquires the target trajectory signal Pd ⁇ of the luggage W. Specifically, the control system 42 integrates the target speed signal Vd of the luggage W acquired by the target trajectory calculation unit 290 to calculate the target trajectory signal Pd ⁇ of the luggage W.
- step S150 the control system 42 (specifically, the feedforward control unit 42b) uses the target trajectory signal Pd1 ⁇ as a teacher signal, and the weight coefficient w ⁇ of the feedforward control unit 42b (specifically, the weight coefficient w). ⁇ 1 , w ⁇ 2 , w ⁇ 3 , w ⁇ 4 ) are adjusted.
- the characteristic change determination device 7 includes a communication unit 71, an acquisition unit 72, a storage unit 73, a display unit 74, and a control unit 75.
- the operator of the characteristic change determination device 7 changed the characteristics of the controlled object of the crane C by checking the weighting coefficient w ⁇ (particularly, the weighting coefficient w ⁇ at the time when learning was completed) displayed on the display unit 74. Whether or not it can be determined.
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Abstract
This crane is capable of transporting cargo and comprises: a feedback control unit for feedback control of the crane or an object to be controlled that is a component of the crane; a learning model that has a weighting factor and learns the characteristics of the object to be controlled in real time by adjusting the weighting factor on the basis of a teacher signal including a first signal generated by the feedback control unit; and a communication control unit that transmits the weighting factor to an external device that is communicatively connected to the crane.
Description
本発明は、クレーン、クレーンの特性変化判定装置、及びクレーンの特性判定システムに関する。
The present invention relates to a crane, a crane characteristic change determination device, and a crane characteristic determination system.
従来から、荷物の搬送作業に使用されるクレーンが知られている(特許文献1参照)。このようなクレーンは、車両、ブーム、及びフック等を有する。
Conventionally, a crane used for carrying luggage has been known (see Patent Document 1). Such cranes have vehicles, booms, hooks and the like.
ブームは、車両に対して旋回可能に支持されている。又、ブームは、起伏可能且つ伸縮可能である。フックは、ブームの先端部からワイヤロープを介して吊り下げられている。
The boom is supported so that it can turn with respect to the vehicle. Also, the boom is undulating and stretchable. The hook is suspended from the tip of the boom via a wire rope.
オペレータは、操作部や遠隔操作機を操作することにより、ブームやフックの移動方向及び移動速度を指示できる。
The operator can instruct the moving direction and moving speed of the boom or hook by operating the operation unit or the remote control device.
上述のようなクレーンにおいて、ブーム、ワイヤロープ、及びフックは、アクチュエータにより駆動される。オペレータが操作部又は遠隔操作機を操作すると、オペレータの操作量や操作方向に応じた指令信号が、制御部に伝わる。制御部は、受け取った指令信号に従って、制御対象であるアクチュエータを駆動する。
In a crane as described above, the boom, wire rope, and hook are driven by actuators. When the operator operates the operation unit or the remote control device, a command signal corresponding to the operator's operation amount and operation direction is transmitted to the control unit. The control unit drives the actuator to be controlled according to the received command signal.
上述のようなアクチュエータはそれぞれ、所定の特性を有する。この特性は、アクチュエータ固有のものであり、通常は変化しない。ところが、クレーンが長期間使用されると、アクチュエータが経年劣化して、アクチュエータの特性が変化する可能性がある。
Each of the actuators as described above has predetermined characteristics. This characteristic is unique to the actuator and usually does not change. However, if the crane is used for a long period of time, the actuator may deteriorate over time and the characteristics of the actuator may change.
又、アクチュエータやアクチュエータの動作に影響を及ぼす構成(例えば、油圧回路)等が故障した場合も、アクチュエータの特性が変化する可能性がある。このようなアクチュエータの特性の変化に気づかずに、クレーンを使用し続けることは、クレーンの操作性及び安全性の観点から好ましくない。
Also, if the actuator or a configuration that affects the operation of the actuator (for example, a hydraulic circuit) fails, the characteristics of the actuator may change. It is not preferable from the viewpoint of the operability and safety of the crane to continue to use the crane without noticing such a change in the characteristics of the actuator.
本発明の目的は、クレーンの特性の変化を認識できるクレーン、クレーンの特性変化判定装置、及びクレーンの特性変化判定システムを提供することである。
An object of the present invention is to provide a crane capable of recognizing changes in crane characteristics, a crane characteristic change determination device, and a crane characteristic change determination system.
本発明に係るクレーンの一態様は、
荷物を搬送可能なクレーンであって、
クレーン又はクレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
重み係数を有し、フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて重み係数を調整することにより制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、
重み係数を、クレーンに通信接続された外部装置に送信する通信制御部と、を備える。 One aspect of the crane according to the present invention is
A crane that can carry luggage
A feedback control unit that feedback-controls a crane or a control target that is a component of the crane,
A learning model that has a weighting factor and learns the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting factor based on the teacher signal including the first signal generated in the feedback control unit.
It includes a communication control unit that transmits a weighting coefficient to an external device that is communication-connected to the crane.
荷物を搬送可能なクレーンであって、
クレーン又はクレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
重み係数を有し、フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて重み係数を調整することにより制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、
重み係数を、クレーンに通信接続された外部装置に送信する通信制御部と、を備える。 One aspect of the crane according to the present invention is
A crane that can carry luggage
A feedback control unit that feedback-controls a crane or a control target that is a component of the crane,
A learning model that has a weighting factor and learns the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting factor based on the teacher signal including the first signal generated in the feedback control unit.
It includes a communication control unit that transmits a weighting coefficient to an external device that is communication-connected to the crane.
本発明に係るクレーンの特性変化判定装置の一態様は、
クレーン又はクレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、重み係数を有し、フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて重み係数を調整することにより制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、を備えるクレーンに通信接続されるクレーンの特性変化判定装置であって、
クレーンから重み係数を取得する取得部と、
取得部から取得した重み係数を用いた演算を行う制御部と、を備える。 One aspect of the crane characteristic change determination device according to the present invention is
Controlled by adjusting the weighting coefficient based on the feedback control unit that feedback-controls the crane or the control target that is a component of the crane, and the teacher signal that has a weighting coefficient and includes the first signal generated by the feedback control unit. It is a characteristic change judgment device of a crane that is communication-connected to a crane equipped with a learning model that learns the characteristics of the target in real time.
The acquisition unit that acquires the weighting factor from the crane,
It includes a control unit that performs an operation using the weighting coefficient acquired from the acquisition unit.
クレーン又はクレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、重み係数を有し、フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて重み係数を調整することにより制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、を備えるクレーンに通信接続されるクレーンの特性変化判定装置であって、
クレーンから重み係数を取得する取得部と、
取得部から取得した重み係数を用いた演算を行う制御部と、を備える。 One aspect of the crane characteristic change determination device according to the present invention is
Controlled by adjusting the weighting coefficient based on the feedback control unit that feedback-controls the crane or the control target that is a component of the crane, and the teacher signal that has a weighting coefficient and includes the first signal generated by the feedback control unit. It is a characteristic change judgment device of a crane that is communication-connected to a crane equipped with a learning model that learns the characteristics of the target in real time.
The acquisition unit that acquires the weighting factor from the crane,
It includes a control unit that performs an operation using the weighting coefficient acquired from the acquisition unit.
本発明に係るクレーンの特性変化判定システムの一態様は、
クレーンと、
クレーンに通信接続された特性変化判定装置と、を備え、
クレーンは、
クレーン又はクレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
重み係数を有し、フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて重み係数を調整することにより制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、を備え
クレーンは、学習モデルの重み係数を特性変化判定装置に送信し、
特性変化判定装置は、クレーンから取得した重み係数に基づいて、制御対象の特性の変化を判定し、判定結果を出力する。 One aspect of the crane characteristic change determination system according to the present invention is
With a crane,
Equipped with a characteristic change judgment device that is communication-connected to the crane,
The crane
A feedback control unit that feedback-controls a crane or a control target that is a component of the crane,
The crane has a learning model that has a weighting factor and learns the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting factor based on the teacher signal including the first signal generated in the feedback control unit. The weighting factor of is transmitted to the characteristic change judgment device,
The characteristic change determination device determines the change in the characteristic of the controlled object based on the weighting coefficient acquired from the crane, and outputs the determination result.
クレーンと、
クレーンに通信接続された特性変化判定装置と、を備え、
クレーンは、
クレーン又はクレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
重み係数を有し、フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて重み係数を調整することにより制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、を備え
クレーンは、学習モデルの重み係数を特性変化判定装置に送信し、
特性変化判定装置は、クレーンから取得した重み係数に基づいて、制御対象の特性の変化を判定し、判定結果を出力する。 One aspect of the crane characteristic change determination system according to the present invention is
With a crane,
Equipped with a characteristic change judgment device that is communication-connected to the crane,
The crane
A feedback control unit that feedback-controls a crane or a control target that is a component of the crane,
The crane has a learning model that has a weighting factor and learns the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting factor based on the teacher signal including the first signal generated in the feedback control unit. The weighting factor of is transmitted to the characteristic change judgment device,
The characteristic change determination device determines the change in the characteristic of the controlled object based on the weighting coefficient acquired from the crane, and outputs the determination result.
本発明によれば、クレーンの特性の変化を認識できるクレーン、クレーンの特性変化判定装置、及びクレーンの特性変化判定システムを実現できる。
According to the present invention, it is possible to realize a crane that can recognize changes in the characteristics of a crane, a crane characteristic change determination device, and a crane characteristic change determination system.
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。尚、後述の実施形態に係るクレーンC、クレーンの特性変化判定装置7、及びクレーンの特性変化判定システムSは、本発明に係るクレーン、クレーンの特性変化判定装置、及びクレーンの特性変化判定システムの一例であり、本発明は後述の実施形態により限定されない。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The crane C, the crane characteristic change determination device 7, and the crane characteristic change determination system S according to the embodiment described later are the crane, the crane characteristic change determination device, and the crane characteristic change determination system according to the present invention. By way of example, the present invention is not limited to the embodiments described below.
[実施形態]
図1~図13を参照して、本発明の実施形態に係るクレーンC、クレーンの特性変化判定装置7、及びクレーンの特性変化判定システムSについて説明する。以下、特性変化判定システムSの概要について説明した後、特性変化判定システムSが備えるクレーンC及び特性変化判定装置7の構造について説明する。尚、本発明に係る特性変化判定システムSは、後述する全ての構成を備えてもよいし、一部の構成を備えなくてもよい。 [Embodiment]
The crane C, the crane characteristicchange determination device 7, and the crane characteristic change determination system S according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13. Hereinafter, the structure of the crane C and the characteristic change determination device 7 included in the characteristic change determination system S will be described after explaining the outline of the characteristic change determination system S. The characteristic change determination system S according to the present invention may or may not have all the configurations described later.
図1~図13を参照して、本発明の実施形態に係るクレーンC、クレーンの特性変化判定装置7、及びクレーンの特性変化判定システムSについて説明する。以下、特性変化判定システムSの概要について説明した後、特性変化判定システムSが備えるクレーンC及び特性変化判定装置7の構造について説明する。尚、本発明に係る特性変化判定システムSは、後述する全ての構成を備えてもよいし、一部の構成を備えなくてもよい。 [Embodiment]
The crane C, the crane characteristic
(特性変化判定システム)
先ず、特性変化判定システムSの概要について説明する。例えば建築現場において、荷物W(例えば、建築資材)の搬送を実施するためにクレーンCが使用される。クレーンCのオペレータは、搬送作業の際、操作具又は操作端末を操作してクレーンCを動作させる。操作端末3は、クレーンCのキャビン216に設けられていてもよいし、クレーンCに無線接続される遠隔操作端末であってもよい。 (Characteristic change judgment system)
First, the outline of the characteristic change determination system S will be described. For example, at a construction site, a crane C is used to carry a load W (for example, a building material). The operator of the crane C operates the crane C by operating the operating tool or the operating terminal during the transport operation. Theoperation terminal 3 may be provided in the cabin 216 of the crane C, or may be a remote control terminal wirelessly connected to the crane C.
先ず、特性変化判定システムSの概要について説明する。例えば建築現場において、荷物W(例えば、建築資材)の搬送を実施するためにクレーンCが使用される。クレーンCのオペレータは、搬送作業の際、操作具又は操作端末を操作してクレーンCを動作させる。操作端末3は、クレーンCのキャビン216に設けられていてもよいし、クレーンCに無線接続される遠隔操作端末であってもよい。 (Characteristic change judgment system)
First, the outline of the characteristic change determination system S will be described. For example, at a construction site, a crane C is used to carry a load W (for example, a building material). The operator of the crane C operates the crane C by operating the operating tool or the operating terminal during the transport operation. The
クレーンCは、オペレータからの指示に基づいて、ブーム204の姿勢及び/又はワイヤロープ(メインワイヤロープ213又はサブワイヤロープ215)の繰り出し量を変えることにより、荷物Wを搬送する。尚、クレーンCは、オペレータからの指示ではなく、例えば予め設定されたプログラムに基づいて動作することもある。
The crane C conveys the luggage W by changing the posture of the boom 204 and / or the feeding amount of the wire rope (main wire rope 213 or sub wire rope 215) based on the instruction from the operator. The crane C may operate based on, for example, a preset program, not on the instruction from the operator.
クレーンCは、例えば、ブーム204の姿勢を変えるためのアクチュエータやワイヤロープの繰り出し量を変えるためのアクチュエータを有する。これら各アクチュエータは、制御部29(制御システム42)の制御下で駆動する。よって、これら各アクチュエータは、制御部29(制御システム42)の制御対象である。尚、クレーンC全体を、制御部29(制御システム42)の制御対象と捉えることもできる。
The crane C has, for example, an actuator for changing the posture of the boom 204 and an actuator for changing the feeding amount of the wire rope. Each of these actuators is driven under the control of the control unit 29 (control system 42). Therefore, each of these actuators is a control target of the control unit 29 (control system 42). The entire crane C can also be regarded as a control target of the control unit 29 (control system 42).
本実施形態の場合、制御部29(制御システム42)は、制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部42aと、フィードバック制御部42aと協働して制御対象をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部42bと、を有する。
In the case of the present embodiment, the control unit 29 (control system 42) includes a feedback control unit 42a that feedback-controls the control target, and a feed-forward control unit 42b that feed-forward-controls the control target in cooperation with the feedback control unit 42a. , Have.
フィードフォワード制御部42bは、調整可能な重み係数ωnを含む数理モデルである。フィードフォワード制御部42bは、フィードバック制御部42aにおいて生成される信号(第一信号)を含む教師信号に基づいて重み係数ωnを調整することにより、制御対象の特性をリアルタイムで学習する機能を有する。換言すれば、フィードフォワード制御部42bは、制御対象をリアルタイムで同定する機能を有する。
The feedforward control unit 42b is a mathematical model including an adjustable weighting coefficient ωn. The feedforward control unit 42b has a function of learning the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting coefficient ωn based on the teacher signal including the signal (first signal) generated by the feedback control unit 42a. In other words, the feedforward control unit 42b has a function of identifying the controlled object in real time.
フィードフォワード制御部42bにおける学習(以下、単に「学習」と称する。)が完了すると、重み係数ωnは、制御対象の特性に対応する所定の値に収束する。つまり、制御対象の特性が変化しなければ、学習が完了した状態において、学習毎の重み係数ωnは、一定又はほぼ一定の値となる。
When the learning in the feedforward control unit 42b (hereinafter, simply referred to as “learning”) is completed, the weighting coefficient ωn converges to a predetermined value corresponding to the characteristic of the controlled object. That is, if the characteristics of the controlled object do not change, the weighting coefficient ωn for each learning becomes a constant or almost constant value in the state where the learning is completed.
逆に言えば、制御対象の特性が変わった場合、学習が完了した状態における重み係数ωnは、制御対象の特性が変わる前の重み係数と異なる。つまり、学習が完了した状態における重み係数の変化を見ることにより、制御対象の特性の変化の有無を確認できる。
Conversely, when the characteristics of the controlled object change, the weighting factor ωn in the state where learning is completed is different from the weighting coefficient before the characteristics of the controlled object change. That is, by observing the change in the weighting coefficient in the state where the learning is completed, it is possible to confirm whether or not the characteristic of the controlled object has changed.
そこで、実施形態の場合、クレーンCは、フィードフォワード制御部42bの重み係数ωnを、所定のタイミングで、クレーンCに通信接続された特性変化判定装置7に送信する機能を有する。
Therefore, in the case of the embodiment, the crane C has a function of transmitting the weighting coefficient ωn of the feedforward control unit 42b to the characteristic change determination device 7 communication-connected to the crane C at a predetermined timing.
そして、特性変化判定装置7は、クレーンCから取得した重み係数ωnの変化の有無に基づいて、制御対象の特性の変化の有無を判定する機能、又は、を有する。以下、本実施形態に係る特性変化判定システムSの具体的な構成について説明する。
Then, the characteristic change determination device 7 has a function or a function of determining whether or not there is a change in the characteristic of the controlled object based on the presence or absence of a change in the weighting coefficient ωn acquired from the crane C. Hereinafter, a specific configuration of the characteristic change determination system S according to the present embodiment will be described.
特性変化判定システムSは、図1に示すように、複数のクレーンC1、C2、C3と、特性変化判定装置7と、を備える。特性変化判定システムSは、複数のクレーンC1、C2、C3が、特性変化判定装置7に、ネットワークNを介して接続された構成を有する。尚、特性変化判定システムSにおける複数のクレーンC1、C2、C3の数は、図示の場合に限定されない。特性変化判定システムSにおけるクレーンの数は、1機であってもよいし、2機以上であってもよい。以下、便宜的に、クレーンC1、C2、C3を、クレーンCと称する。
As shown in FIG. 1, the characteristic change determination system S includes a plurality of cranes C1, C2, and C3, and a characteristic change determination device 7. The characteristic change determination system S has a configuration in which a plurality of cranes C1, C2, and C3 are connected to the characteristic change determination device 7 via a network N. The number of the plurality of cranes C1, C2, and C3 in the characteristic change determination system S is not limited to the case shown in the figure. The number of cranes in the characteristic change determination system S may be one or two or more. Hereinafter, for convenience, the cranes C1, C2, and C3 will be referred to as a crane C.
(クレーン)
図1に示すように、クレーンCは、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーンCは、車両1、クレーン装置2、及び操作端末3(図3参照)を有する。 (crane)
As shown in FIG. 1, the crane C is a mobile crane that can move to an unspecified place. The crane C has avehicle 1, a crane device 2, and an operation terminal 3 (see FIG. 3).
図1に示すように、クレーンCは、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーンCは、車両1、クレーン装置2、及び操作端末3(図3参照)を有する。 (crane)
As shown in FIG. 1, the crane C is a mobile crane that can move to an unspecified place. The crane C has a
(車両)
車両1は、クレーン装置2を搬送する走行体である。車両1は、複数の車輪11を有し、エンジン12を動力源として走行する。車両1は、四隅にアウトリガ13を有する。 (vehicle)
Thevehicle 1 is a traveling body that conveys the crane device 2. The vehicle 1 has a plurality of wheels 11 and travels on the engine 12 as a power source. The vehicle 1 has outriggers 13 at the four corners.
車両1は、クレーン装置2を搬送する走行体である。車両1は、複数の車輪11を有し、エンジン12を動力源として走行する。車両1は、四隅にアウトリガ13を有する。 (vehicle)
The
(クレーン装置)
クレーン装置2は、荷物Wを吊り上げる作業装置である。クレーン装置2は、旋回台201、旋回台カメラ202、旋回用油圧モータ203、ブーム204、ブームカメラ206、ジブ205、メインフックブロック207、及びサブフックブロック209を有する。 (Crane equipment)
Thecrane device 2 is a work device for lifting the luggage W. The crane device 2 has a swivel table 201, a swivel table camera 202, a swivel hydraulic motor 203, a boom 204, a boom camera 206, a jib 205, a main hook block 207, and a sub hook block 209.
クレーン装置2は、荷物Wを吊り上げる作業装置である。クレーン装置2は、旋回台201、旋回台カメラ202、旋回用油圧モータ203、ブーム204、ブームカメラ206、ジブ205、メインフックブロック207、及びサブフックブロック209を有する。 (Crane equipment)
The
又、クレーン装置2、起伏用油圧シリンダ211、メインウインチ212、メインワイヤロープ213、サブウインチ214、サブワイヤロープ215、キャビン216、及び操作部217を有する。又、クレーン装置2は、記憶部27、通信部28、及び制御部29を有する。
It also has a crane device 2, an undulating hydraulic cylinder 211, a main winch 212, a main wire rope 213, a sub winch 214, a sub wire rope 215, a cabin 216, and an operation unit 217. Further, the crane device 2 has a storage unit 27, a communication unit 28, and a control unit 29.
(旋回台)
旋回台201は、クレーン装置2を旋回可能な状態で、車両1に対して支持している。 (Swivel stand)
The swivel table 201 supports thecrane device 2 with respect to the vehicle 1 in a swivelable state.
旋回台201は、クレーン装置2を旋回可能な状態で、車両1に対して支持している。 (Swivel stand)
The swivel table 201 supports the
(旋回用油圧モータ)
旋回用油圧モータ203は、油圧式のモータであって、旋回台201に設けられている。旋回用油圧モータ203は、制御対象及びアクチュエータの一例に該当する。又、旋回用油圧モータ203は、旋回用アクチュエータの一例にも該当する。旋回用油圧モータ203は、制御部29の制御下で、旋回台201を第一回転方向又は第2回転方向に回転させる。 (Hydraulic motor for turning)
The swivelhydraulic motor 203 is a hydraulic motor and is provided on the swivel table 201. The turning hydraulic motor 203 corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the turning hydraulic motor 203 also corresponds to an example of a turning actuator. The turning hydraulic motor 203 rotates the turning table 201 in the first rotation direction or the second rotation direction under the control of the control unit 29.
旋回用油圧モータ203は、油圧式のモータであって、旋回台201に設けられている。旋回用油圧モータ203は、制御対象及びアクチュエータの一例に該当する。又、旋回用油圧モータ203は、旋回用アクチュエータの一例にも該当する。旋回用油圧モータ203は、制御部29の制御下で、旋回台201を第一回転方向又は第2回転方向に回転させる。 (Hydraulic motor for turning)
The swivel
旋回用油圧モータ203は、制御部29の制御下で、電磁比例切換弁である旋回用バルブ250(図3参照)によって操作される。旋回用バルブ250は、制御部29の制御下で、旋回用油圧モータ203に供給する作動油の流量を制御する。
The turning hydraulic motor 203 is operated by the turning valve 250 (see FIG. 3), which is an electromagnetic proportional switching valve, under the control of the control unit 29. The swivel valve 250 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the swivel hydraulic motor 203 under the control of the control unit 29.
つまり、旋回台201は、制御部29の制御下で、旋回用バルブ250によって操作される旋回用油圧モータ203により任意の旋回速度に制御される。尚、旋回台201には、旋回台201の旋回角度θz及び/又は旋回速度を検出する旋回用センサ260(図3参照)が設けられている。
That is, the swivel table 201 is controlled to an arbitrary swivel speed by the swivel hydraulic motor 203 operated by the swivel valve 250 under the control of the control unit 29. The swivel table 201 is provided with a swivel sensor 260 (see FIG. 3) for detecting the swivel angle θz and / or the swivel speed of the swivel table 201.
(旋回台カメラ)
旋回台カメラ202は、旋回台201の周辺を撮像する。旋回台カメラ202は、旋回台201における前方且つ左右両側に設けられた一対の前側旋回台カメラ202fと、旋回台201における後方且つ左右両側に設けられた一対の後側旋回台カメラ202rと、を有する。 (Swivel camera)
Theswivel camera 202 captures the periphery of the swivel 201. The swivel camera 202 includes a pair of front swivel cameras 202f provided on the front and left and right sides of the swivel 201, and a pair of rear swivel cameras 202r provided on the rear and left and right sides of the swivel 201. Have.
旋回台カメラ202は、旋回台201の周辺を撮像する。旋回台カメラ202は、旋回台201における前方且つ左右両側に設けられた一対の前側旋回台カメラ202fと、旋回台201における後方且つ左右両側に設けられた一対の後側旋回台カメラ202rと、を有する。 (Swivel camera)
The
又、一対の前側旋回台カメラ202fは、ステレオカメラとして機能する。一対の前側旋回台カメラ202fは、クレーンCにより吊られている荷物Wの位置に関する情報(以下、単に「荷物Wの位置情報」と称する。)を検出する荷物位置検出手段の一例に該当する。
Further, the pair of front swivel cameras 202f function as stereo cameras. The pair of front swivel cameras 202f correspond to an example of the luggage position detecting means for detecting the information regarding the position of the luggage W suspended by the crane C (hereinafter, simply referred to as "position information of the luggage W").
尚、荷物位置検出手段は、後述するブームカメラ206であってもよい。又、荷物位置検出手段は、ミリ波レーダー、加速度センサ、又はGNSS等であってもよい。
The baggage position detecting means may be the boom camera 206 described later. Further, the baggage position detecting means may be a millimeter wave radar, an acceleration sensor, a GNSS or the like.
(ブーム)
ブーム204は、ワイヤロープを支持する可動支柱である。ブーム204は、複数のブーム部材が、テレスコピック状に組み合わされた構成を有する。ブーム204の基端部は、揺動可能な状態で、旋回台201に支持されている。 (boom)
Theboom 204 is a movable strut that supports the wire rope. The boom 204 has a configuration in which a plurality of boom members are combined in a telescopic manner. The base end portion of the boom 204 is supported by the swivel table 201 in a swingable state.
ブーム204は、ワイヤロープを支持する可動支柱である。ブーム204は、複数のブーム部材が、テレスコピック状に組み合わされた構成を有する。ブーム204の基端部は、揺動可能な状態で、旋回台201に支持されている。 (boom)
The
ブーム204は、制御部29の制御下で、伸縮用油圧シリンダ218により各ブーム部材を軸方向に移動させることにより伸縮する。伸縮用油圧シリンダ218は、制御対象且つアクチュエータの一例に該当する。又、伸縮用油圧シリンダ218は、伸縮用アクチュエータの一例にも該当する。
The boom 204 expands and contracts by moving each boom member in the axial direction by the expansion / contraction hydraulic cylinder 218 under the control of the control unit 29. The expansion / contraction hydraulic cylinder 218 corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the expansion / contraction hydraulic cylinder 218 also corresponds to an example of an expansion / contraction actuator.
伸縮用油圧シリンダ218は、制御部29の制御下で、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ251(図3参照)によって操作される。伸縮用バルブ251は、制御部29の制御下で、伸縮用油圧シリンダ218に供給する作動油の流量を制御する。
The expansion / contraction hydraulic cylinder 218 is operated by the expansion / contraction valve 251 (see FIG. 3), which is an electromagnetic proportional switching valve, under the control of the control unit 29. The expansion / contraction valve 251 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the expansion / contraction hydraulic cylinder 218 under the control of the control unit 29.
尚、ブーム204には、ブーム204の長さに関する情報を検出する伸縮用センサ261、及び、ブーム204の先端を中心とする方位に関する情報を検出する方位センサ262が設けられている。
The boom 204 is provided with a telescopic sensor 261 that detects information about the length of the boom 204 and an orientation sensor 262 that detects information about the orientation centered on the tip of the boom 204.
(ジブ)
ジブ205は、ブーム204の先端部に支持されている。 (jib)
Thejib 205 is supported by the tip of the boom 204.
ジブ205は、ブーム204の先端部に支持されている。 (jib)
The
(ブームカメラ)
ブームカメラ206(図3参照)は、ブーム204の先端部から、荷物W及び荷物Wの周辺を含む所定領域を撮像可能に構成されている。ブームカメラ206は、ブーム204の先端部に設けられている。 (Boom camera)
The boom camera 206 (see FIG. 3) is configured so that a predetermined area including the luggage W and the periphery of the luggage W can be imaged from the tip end portion of theboom 204. The boom camera 206 is provided at the tip of the boom 204.
ブームカメラ206(図3参照)は、ブーム204の先端部から、荷物W及び荷物Wの周辺を含む所定領域を撮像可能に構成されている。ブームカメラ206は、ブーム204の先端部に設けられている。 (Boom camera)
The boom camera 206 (see FIG. 3) is configured so that a predetermined area including the luggage W and the periphery of the luggage W can be imaged from the tip end portion of the
(メインフックブロック及びサブフックブロック)
メインフックブロック207及びサブフックブロック209はそれぞれ、荷物Wを吊るための吊り具である。メインフックブロック207は、メインワイヤロープ213が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Wを吊るメインフック208と、を有する。サブフックブロック209は、荷物Wを吊るサブフック210を有する。 (Main hook block and sub hook block)
Themain hook block 207 and the sub hook block 209 are hangers for hanging the luggage W, respectively. The main hook block 207 has a plurality of hook sheaves around which the main wire rope 213 is wound, and a main hook 208 for suspending the luggage W. The sub-hook block 209 has a sub-hook 210 for suspending the luggage W.
メインフックブロック207及びサブフックブロック209はそれぞれ、荷物Wを吊るための吊り具である。メインフックブロック207は、メインワイヤロープ213が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Wを吊るメインフック208と、を有する。サブフックブロック209は、荷物Wを吊るサブフック210を有する。 (Main hook block and sub hook block)
The
(起伏用油圧シリンダ)
起伏用油圧シリンダ211は、制御部29の制御下で、ブーム204を起立又は倒伏させる。起伏用油圧シリンダ211は、制御対象且つアクチュエータの一例に該当する。又、起伏用油圧シリンダ211は、起伏用アクチュエータの一例にも該当する。 (Hydraulic cylinder for undulation)
The undulatinghydraulic cylinder 211 raises or lays down the boom 204 under the control of the control unit 29. The undulating hydraulic cylinder 211 corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the undulating hydraulic cylinder 211 also corresponds to an example of an undulating actuator.
起伏用油圧シリンダ211は、制御部29の制御下で、ブーム204を起立又は倒伏させる。起伏用油圧シリンダ211は、制御対象且つアクチュエータの一例に該当する。又、起伏用油圧シリンダ211は、起伏用アクチュエータの一例にも該当する。 (Hydraulic cylinder for undulation)
The undulating
起伏用油圧シリンダ211は、制御部29の制御下で、電磁比例切換弁である起伏用バルブ252(図3参照)によって操作される。起伏用バルブ252は、制御部29の制御下で、起伏用油圧シリンダ211に供給する作動油の流量を制御する。尚、ブーム204には、起伏角度θxを検出する起伏用センサ263(図3参照)が設けられている。
The undulating hydraulic cylinder 211 is operated by the undulating valve 252 (see FIG. 3), which is an electromagnetic proportional switching valve, under the control of the control unit 29. The undulating valve 252 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the undulating hydraulic cylinder 211 under the control of the control unit 29. The boom 204 is provided with an undulation sensor 263 (see FIG. 3) for detecting the undulation angle θx.
(メインウインチ及びサブウインチ)
メインウインチ212及びサブウインチ214はそれぞれ、メインワイヤロープ213及びサブワイヤロープ215の繰り入れ(巻き上げ)又は繰り出し(巻き下げ)を行う。 (Main winch and sub winch)
Themain winch 212 and the sub winch 214 carry out (winding up) or unwinding (winding down) the main wire rope 213 and the sub wire rope 215, respectively.
メインウインチ212及びサブウインチ214はそれぞれ、メインワイヤロープ213及びサブワイヤロープ215の繰り入れ(巻き上げ)又は繰り出し(巻き下げ)を行う。 (Main winch and sub winch)
The
メインウインチ212は、メインワイヤロープ213が巻きつけられたメインドラム(不図示)を有する。このメインドラムは、制御部29の制御下で、メインドラム用油圧モータ219の駆動力に基づいて回転する。メインドラム用油圧モータ219は、制御対象且つアクチュエータの一例に該当する。又、メインドラム用油圧モータ219は、メインフック208を昇降するための昇降用アクチュエータの一例にも該当する。
The main winch 212 has a main drum (not shown) around which the main wire rope 213 is wound. The main drum rotates under the control of the control unit 29 based on the driving force of the hydraulic motor 219 for the main drum. The hydraulic motor 219 for the main drum corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the hydraulic motor 219 for the main drum also corresponds to an example of an actuator for raising and lowering the main hook 208.
メインドラム用油圧モータ219は、制御部29の制御下で、電磁比例切換弁であるメインドラム用バルブ253(図3参照)によって操作される。メインドラム用バルブ253は、制御部29の制御下で、メインドラム用油圧モータ219に供給する作動油の流量を制御する。
The main drum hydraulic motor 219 is operated by the main drum valve 253 (see FIG. 3), which is an electromagnetic proportional switching valve, under the control of the control unit 29. The main drum valve 253 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the main drum hydraulic motor 219 under the control of the control unit 29.
サブウインチ214は、サブワイヤロープ215が巻きつけられるサブドラム(不図示)を有する。このサブドラムは、制御部29の制御下で、サブドラム用油圧モータ220の駆動力に基づいて、回転する。サブドラム用油圧モータ220は、制御対象且つアクチュエータの一例に該当する。又、サブドラム用油圧モータ220は、サブフック210を昇降するための昇降用アクチュエータの一例にも該当する。
The sub winch 214 has a sub drum (not shown) around which the sub wire rope 215 is wound. The subdrum rotates under the control of the control unit 29 based on the driving force of the hydraulic motor 220 for the subdrum. The hydraulic motor 220 for a subdrum corresponds to an example of a controlled object and an actuator. Further, the hydraulic motor 220 for the sub drum also corresponds to an example of an actuator for raising and lowering the sub hook 210.
サブウインチ214は、制御部29の制御下で、電磁比例切換弁であるサブドラム用バルブ254(図3参照)によって操作される。サブドラム用バルブ254は、制御部29の制御下で、サブドラム用油圧モータ220に供給する作動油の流量を制御する。
The sub winch 214 is operated by a sub drum valve 254 (see FIG. 3), which is an electromagnetic proportional switching valve, under the control of the control unit 29. The subdrum valve 254 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the subdrum hydraulic motor 220 under the control of the control unit 29.
尚、メインウインチ212及びサブウインチ214にはそれぞれ、メインワイヤロープ213及びサブワイヤロープ215の繰り出し量を検出する巻回用センサ43(図3参照)が設けられている。
The main winch 212 and the sub winch 214 are provided with a winding sensor 43 (see FIG. 3) for detecting the feeding amount of the main wire rope 213 and the sub wire rope 215, respectively.
(キャビン)
キャビン216は、旋回台201に搭載されている。キャビン216には、操縦席(不図示)が設けられている。 (cabin)
Thecabin 216 is mounted on the swivel table 201. The cabin 216 is provided with a driver's seat (not shown).
キャビン216は、旋回台201に搭載されている。キャビン216には、操縦席(不図示)が設けられている。 (cabin)
The
(操作部)
操作部217は、操作入力部の一例に該当し、キャビン216内に設けられている。操作部217は、車両1を走行操作するための操作具、及び、クレーン装置2を操作するための操作部を含む。 (Operation unit)
Theoperation unit 217 corresponds to an example of the operation input unit and is provided in the cabin 216. The operation unit 217 includes an operation tool for operating the vehicle 1 and an operation unit for operating the crane device 2.
操作部217は、操作入力部の一例に該当し、キャビン216内に設けられている。操作部217は、車両1を走行操作するための操作具、及び、クレーン装置2を操作するための操作部を含む。 (Operation unit)
The
具体的には、操作部217は、旋回操作具230、起伏操作具231、伸縮操作具232、メインドラム操作具233、及びサブドラム操作具234等を有する(図3参照)。
Specifically, the operation unit 217 has a swivel operation tool 230, an undulation operation tool 231, a telescopic operation tool 232, a main drum operation tool 233, a sub-drum operation tool 234, and the like (see FIG. 3).
旋回操作具230は、オペレータが旋回用油圧モータ203を操作するための操作具である。換言すれば、旋回操作具230は、オペレータがクレーン装置2の旋回に関する方向及び/又は速さを指示するための操作具である。
The turning operation tool 230 is an operating tool for the operator to operate the turning hydraulic motor 203. In other words, the turning operation tool 230 is an operating tool for the operator to instruct the direction and / or speed of the crane device 2 with respect to the turning.
起伏操作具231は、オペレータが起伏用油圧シリンダ211を操作するための操作具である。換言すれば、起伏操作具231は、オペレータがブーム204の起伏に関する方向及び/又は速さを指示するための操作具である。
The undulation operation tool 231 is an operation tool for the operator to operate the undulation hydraulic cylinder 211. In other words, the undulation operating tool 231 is an operating tool for the operator to indicate the direction and / or speed of the boom 204 with respect to the undulation.
伸縮操作具232は、オペレータが伸縮用油圧シリンダ218を操作するための操作具である。換言すれば、伸縮操作具232は、オペレータがブーム204の伸縮に関する方向及び/又は速さを指示するための操作具である。
The expansion / contraction operation tool 232 is an operation tool for the operator to operate the expansion / contraction hydraulic cylinder 218. In other words, the telescopic operation tool 232 is an operation tool for the operator to indicate the direction and / or the speed with respect to the expansion and contraction of the boom 204.
メインドラム操作具233は、オペレータがメインドラム用油圧モータ219を操作するための操作具である。メインドラム操作具233は、オペレータがメインウインチ212の回転に関する方向及び/又は速さ(つまり、メインフック208の移動方向及び/又は速さ)を指示するための操作具である。
The main drum operating tool 233 is an operating tool for the operator to operate the hydraulic motor 219 for the main drum. The main drum operating tool 233 is an operating tool for the operator to indicate the direction and / or speed (that is, the moving direction and / or speed of the main hook 208) with respect to the rotation of the main winch 212.
サブドラム操作具234は、オペレータがサブドラム用油圧モータ220を操作するための操作具である。サブドラム操作具234は、オペレータがサブウインチ214の回転に関する方向及び/又は速さ(つまり、サブフック210の移動方向及び/又は速さ)を指示するための操作具である。
The sub-drum operation tool 234 is an operation tool for the operator to operate the hydraulic motor 220 for the sub-drum. The sub-drum operating tool 234 is an operating tool for the operator to indicate the direction and / or speed (that is, the moving direction and / or speed of the sub-hook 210) with respect to the rotation of the sub-winch 214.
以上のような操作部217は、各操作具230~234の操作(傾倒方向及び/又は傾倒量)に応じた操作信号を生成する。そして、操作部217は、生成した操作信号をクレーンC(クレーン装置2)の制御部29に送信する。この場合、制御部29の目標速度信号生成部(不図示)は、操作信号に基づいて荷物Wの目標速度信号Vdを生成する。つまり、制御部29は、目標速度信号生成部としての機能を有する。尚、操作部217は、生成した操作信号に基づいて荷物Wの目標速度信号Vdを生成し、生成した目標速度信号VdをクレーンC(クレーン装置2)の制御部29に送信してもよい。この場合、操作部217は、目標速度信号生成部としての機能も有する。
The operation unit 217 as described above generates an operation signal according to the operation (tilt direction and / or tilt amount) of each operation tool 230 to 234. Then, the operation unit 217 transmits the generated operation signal to the control unit 29 of the crane C (crane device 2). In this case, the target speed signal generation unit (not shown) of the control unit 29 generates the target speed signal Vd of the luggage W based on the operation signal. That is, the control unit 29 has a function as a target speed signal generation unit. The operation unit 217 may generate a target speed signal Vd of the luggage W based on the generated operation signal, and may transmit the generated target speed signal Vd to the control unit 29 of the crane C (crane device 2). In this case, the operation unit 217 also has a function as a target speed signal generation unit.
(記憶部)
記憶部27は、第一記憶部の一例に該当し、制御部29の制御下で、情報を記憶する。本実施形態の場合、記憶部27は、後述のフィードフォワード制御部42bの重み係数wα1、wα2、wα3、wα4(以下、単に「重み係数wα」と称することもある。)を記憶する。 (Memory)
Thestorage unit 27 corresponds to an example of the first storage unit, and stores information under the control of the control unit 29. In the case of the present embodiment, the storage unit 27 uses the weight coefficients w α1 , w α2 , w α3 , and w α4 (hereinafter, may be simply referred to as “weight coefficient w α ”) of the feedforward control unit 42b described later. Remember.
記憶部27は、第一記憶部の一例に該当し、制御部29の制御下で、情報を記憶する。本実施形態の場合、記憶部27は、後述のフィードフォワード制御部42bの重み係数wα1、wα2、wα3、wα4(以下、単に「重み係数wα」と称することもある。)を記憶する。 (Memory)
The
記憶部27は、フィードフォワード制御部42bにおいて重み係数wαが調整される毎に、重み係数wαを順次記憶してもよい。
The storage unit 27 may sequentially store the weight coefficient w α each time the weight coefficient w α is adjusted in the feedforward control unit 42b.
(通信部)
通信部28は、例えば、運転室に設けられている。通信部は、後述の特性変化判定装置7の通信部71に、例えばインターネットやローカルネットワーク等のネットワークを介して通信接続される。通信部28は、制御部29の制御下で、特性変化判定装置7の通信部71と通信を確立して、情報を送る又は受け取る。通信部28は、制御部29の制御下で、特性変化判定装置7の通信部71から取得した情報を、制御部29に送る。 (Communication department)
Thecommunication unit 28 is provided in the driver's cab, for example. The communication unit is connected to the communication unit 71 of the characteristic change determination device 7, which will be described later, via a network such as the Internet or a local network. Under the control of the control unit 29, the communication unit 28 establishes communication with the communication unit 71 of the characteristic change determination device 7 and sends or receives information. Under the control of the control unit 29, the communication unit 28 sends the information acquired from the communication unit 71 of the characteristic change determination device 7 to the control unit 29.
通信部28は、例えば、運転室に設けられている。通信部は、後述の特性変化判定装置7の通信部71に、例えばインターネットやローカルネットワーク等のネットワークを介して通信接続される。通信部28は、制御部29の制御下で、特性変化判定装置7の通信部71と通信を確立して、情報を送る又は受け取る。通信部28は、制御部29の制御下で、特性変化判定装置7の通信部71から取得した情報を、制御部29に送る。 (Communication department)
The
(制御部)
制御部29は、制御対象であるクレーン装置2のアクチュエータを制御する。制御部29は、キャビン216内に設けられている。 (Control unit)
Thecontrol unit 29 controls the actuator of the crane device 2 to be controlled. The control unit 29 is provided in the cabin 216.
制御部29は、制御対象であるクレーン装置2のアクチュエータを制御する。制御部29は、キャビン216内に設けられている。 (Control unit)
The
制御部29は、実体的には、CPU、ROM、RAM、及びHDD等がバスで接続される構成、又は、ワンチップのLSI等からなる構成であってよい。制御部29は、各アクチュエータ、切換えバルブ、及びセンサ等の制御対象の動作を制御するための種々のプログラムやデータを格納している。
The control unit 29 may actually have a configuration in which a CPU, ROM, RAM, HDD, etc. are connected by a bus, or a configuration including a one-chip LSI or the like. The control unit 29 stores various programs and data for controlling the operation of the controlled object such as each actuator, the switching valve, and the sensor.
制御部29は、旋回台カメラ202、ブームカメラ206、旋回操作具230、起伏操作具231、伸縮操作具232、メインドラム操作具233、及びサブドラム操作具234に接続されている。
The control unit 29 is connected to a swivel camera 202, a boom camera 206, a swivel operation tool 230, an undulation operation tool 231, a telescopic operation tool 232, a main drum operation tool 233, and a sub-drum operation tool 234.
制御部29は、旋回台カメラ202及びブームカメラ206から画像情報を取得する。又、制御部29は、旋回操作具230、起伏操作具231、伸縮操作具232、メインドラム操作具233、及びサブドラム操作具234それぞれの操作量を取得する。
The control unit 29 acquires image information from the swivel camera 202 and the boom camera 206. Further, the control unit 29 acquires the operation amounts of each of the swivel operation tool 230, the undulation operation tool 231, the expansion / contraction operation tool 232, the main drum operation tool 233, and the sub drum operation tool 234.
制御部29は、操作端末3の端末側制御部38に接続されている。制御部29は、操作端末3から、制御信号を取得する。
The control unit 29 is connected to the terminal side control unit 38 of the operation terminal 3. The control unit 29 acquires a control signal from the operation terminal 3.
制御部29は、旋回用バルブ250、伸縮用バルブ251、起伏用バルブ252、メインドラム用バルブ253、及びサブドラム用バルブ254に接続されている。制御部29は、旋回用バルブ250、伸縮用バルブ251、起伏用バルブ252、メインドラム用バルブ253、及びサブドラム用バルブ254に作動信号Mdを送る。
The control unit 29 is connected to a swivel valve 250, a telescopic valve 251, an undulating valve 252, a main drum valve 253, and a sub drum valve 254. The control unit 29 sends an operation signal Md to the swivel valve 250, the expansion / contraction valve 251, the undulation valve 252, the main drum valve 253, and the sub drum valve 254.
制御部29は、旋回用センサ260、伸縮用センサ261、方位センサ262、起伏用センサ263、及び巻回用センサ43に接続されている。制御部29は、旋回用センサ260から、旋回台201の旋回角度θzを取得する。
The control unit 29 is connected to the turning sensor 260, the expansion / contraction sensor 261, the azimuth sensor 262, the undulation sensor 263, and the winding sensor 43. The control unit 29 acquires the turning angle θz of the turning table 201 from the turning sensor 260.
制御部29は、伸縮用センサ261からブーム204の長さLbを取得する。制御部29は、起伏用センサ263から起伏角度θxを取得する。制御部29は、巻回用センサ43から、メインワイヤロープ213及び/又はサブワイヤロープ215(以下、単に「ワイヤロープ」と称することもある。)の繰り出し量l(n)及び方位を取得する。尚、制御部29が、各センサから取得する情報はそれぞれ、クレーンの姿勢に関する情報の一例に該当する。
The control unit 29 acquires the length Lb of the boom 204 from the expansion / contraction sensor 261. The control unit 29 acquires the undulation angle θx from the undulation sensor 263. The control unit 29 acquires the feeding amount l (n) and the orientation of the main wire rope 213 and / or the sub wire rope 215 (hereinafter, also referred to simply as “wire rope”) from the winding sensor 43. .. The information acquired by the control unit 29 from each sensor corresponds to an example of information regarding the attitude of the crane.
制御部29は、旋回操作具230、起伏操作具231、伸縮操作具232、メインドラム操作具233、及びサブドラム操作具234の操作量に基づいて、各操作具に対応するアクチュエータを作動するための作動信号Mdを生成する。
The control unit 29 operates the actuator corresponding to each operation tool based on the operation amounts of the turning operation tool 230, the undulation operation tool 231, the expansion / contraction operation tool 232, the main drum operation tool 233, and the sub drum operation tool 234. The operation signal Md is generated.
制御部29は、記憶部27の動作を制御する。制御部29は、後述のフィードフォワード制御部42bの重み係数wαを記憶するように、記憶部27の動作を制御する。例えば、制御部29は、フィードフォワード制御部42bにおいて、重み係数wαが調整される毎に、重み係数wαを記憶するように記憶部27の動作を制御する。
The control unit 29 controls the operation of the storage unit 27. The control unit 29 controls the operation of the storage unit 27 so as to store the weight coefficient w α of the feedforward control unit 42b described later. For example, the control unit 29 controls the operation of the storage unit 27 so as to store the weight coefficient w α each time the weight coefficient w α is adjusted in the feedforward control unit 42b.
制御部29は、通信部28の動作を制御する。よって、制御部29の一部の機能は、通信制御部の一例に該当する。制御部29は、フィードフォワード制御部42bにおける重み係数wαを、所定のタイミングで、特性変化判定装置7の通信部71に送信するように、通信部28の動作を制御する。
The control unit 29 controls the operation of the communication unit 28. Therefore, some functions of the control unit 29 correspond to an example of the communication control unit. The control unit 29 controls the operation of the communication unit 28 so that the weight coefficient w α in the feedforward control unit 42b is transmitted to the communication unit 71 of the characteristic change determination device 7 at a predetermined timing.
例えば、制御部29は、フィードフォワード制御部42bにおける重み係数wαの調整が完了した場合(つまり、学習が完了した場合)に、フィードフォワード制御部42bにおける重み係数wαを、所定のタイミングで、特性変化判定装置7の通信部71に送信するように、通信部28の動作を制御する。
For example, when the adjustment of the weighting coefficient w α in the feedforward control unit 42b is completed (that is, when the learning is completed), the control unit 29 sets the weighting coefficient wα in the feedforward control unit 42b at a predetermined timing. , The operation of the communication unit 28 is controlled so as to transmit to the communication unit 71 of the characteristic change determination device 7.
或いは、制御部29は、フィードフォワード制御部42bにおいて重み係数wαが調整される毎(つまり、学習毎)に、フィードフォワード制御部42bにおける重み係数wαを、特性変化判定装置7の通信部71に送信するように、通信部28の動作を制御する。
Alternatively, the control unit 29 sets the weight coefficient w α in the feedforward control unit 42b to the communication unit of the characteristic change determination device 7 every time the weight coefficient wα is adjusted in the feedforward control unit 42b (that is, for each learning). The operation of the communication unit 28 is controlled so as to transmit to 71.
以上のような構成を有するクレーンCは、車両1を走行させることで任意の位置に移動できる。又、クレーンCは、起伏操作具231の操作に応じて、ブーム204の起伏角度θxを変えることができる。又、クレーンCは、伸縮操作具232の操作に応じて、ブーム204の長さを変えることができる。
The crane C having the above configuration can be moved to an arbitrary position by traveling the vehicle 1. Further, the crane C can change the undulation angle θx of the boom 204 according to the operation of the undulation operation tool 231. Further, the crane C can change the length of the boom 204 according to the operation of the telescopic operating tool 232.
クレーンCは、ブーム204の起伏角度θx及び/又はブーム204の長さを変えることにより、クレーン装置2の揚程や作業半径を拡大又は縮小できる。
The crane C can expand or contract the lift and working radius of the crane device 2 by changing the undulation angle θx of the boom 204 and / or the length of the boom 204.
又、クレーンCは、メインドラム操作具233又はサブドラム操作具234の操作に応じて、メインフック208又はサブフック210の高さを変えることができる。又、クレーンCは、旋回操作具230の操作に応じて、旋回台201を旋回させることができる。
Further, the crane C can change the height of the main hook 208 or the sub hook 210 according to the operation of the main drum operating tool 233 or the sub drum operating tool 234. Further, the crane C can turn the swivel table 201 in response to the operation of the swivel operating tool 230.
(操作端末)
操作端末3は、操作入力部の一例に該当し、図4及び図5に示すように、オペレータが、荷物Wの移動方向及び/又は移動速度に関する支持を入力するための装置である。 (Operation terminal)
Theoperation terminal 3 corresponds to an example of the operation input unit, and as shown in FIGS. 4 and 5, the operator is a device for inputting support regarding the movement direction and / or movement speed of the luggage W.
操作端末3は、操作入力部の一例に該当し、図4及び図5に示すように、オペレータが、荷物Wの移動方向及び/又は移動速度に関する支持を入力するための装置である。 (Operation terminal)
The
操作端末3は、筐体30、吊り荷移動操作具31、端末側旋回操作具32、端末側伸縮操作具33、端末側メインドラム操作具34、端末側サブドラム操作具35、及び端末側起伏操作具36等の操作具を有する。
The operation terminal 3 includes a housing 30, a suspended load moving operation tool 31, a terminal-side turning operation tool 32, a terminal-side expansion / contraction operation tool 33, a terminal-side main drum operation tool 34, a terminal-side sub-drum operation tool 35, and a terminal-side undulation operation. It has an operating tool such as a tool 36.
又、操作端末3は、端末側表示部37及び端末側制御部38を有する。操作端末3は、吊り荷移動操作具31又は各操作具の操作(操作信号)に基づいて荷物Wの目標速度信号Vdを生成し、生成した目標速度信号VdをクレーンC(クレーン装置2)の制御部29に送信する。尚、荷物Wが、一つの操作具(例えば、端末側旋回操作具32)の操作により移動する場合(つまり、旋回移動する場合)、この一つの操作具(例えば、端末側旋回操作具32)の傾倒方向及び/又は傾倒量に応じた操作信号が生成される。一方、荷物Wが複数の操作具(例えば、端末側旋回操作具32、端末側起伏操作具36、及び端末側メインドラム操作具34)の操作により移動する場合(例えば、直線移動する場合)、これら複数の各操作具の傾倒方向及び/又は傾倒量に応じた操作信号が生成される。このように操作信号は、単数又は複数の操作具に関する操作信号を含むことができる。
Further, the operation terminal 3 has a terminal side display unit 37 and a terminal side control unit 38. The operation terminal 3 generates a target speed signal Vd of the luggage W based on the operation (operation signal) of the suspended load moving operation tool 31 or each operation tool, and the generated target speed signal Vd is used by the crane C (crane device 2). It is transmitted to the control unit 29. When the luggage W is moved by the operation of one operation tool (for example, the terminal side turning operation tool 32) (that is, when it is turning and moving), this one operation tool (for example, the terminal side turning operation tool 32). An operation signal is generated according to the tilting direction and / or tilting amount of. On the other hand, when the luggage W is moved by the operation of a plurality of operating tools (for example, the terminal-side turning operation tool 32, the terminal-side undulating operation tool 36, and the terminal-side main drum operation tool 34) (for example, when moving in a straight line). An operation signal is generated according to the tilting direction and / or the tilting amount of each of the plurality of operating tools. As described above, the operation signal may include an operation signal relating to a single or a plurality of operation tools.
吊り荷移動操作具31は、オペレータが、水平面における荷物Wの移動方向及び/又は速さを指示する際に操作される操作具である。吊り荷移動操作具31は、筐体30の操作面から略垂直に起立した操作スティックと、操作スティックの傾倒方向及び傾倒量を検出するセンサ(不図示)と、を有する。
The suspended load moving operation tool 31 is an operating tool operated when the operator instructs the moving direction and / or speed of the load W on the horizontal plane. The suspended load moving operation tool 31 has an operation stick that stands up substantially vertically from the operation surface of the housing 30, and a sensor (not shown) that detects the tilt direction and tilt amount of the operation stick.
吊り荷移動操作具31は、第一方向(図4における上方向)をブーム204の延伸方向として、センサで検出した操作スティックの傾倒方向及び傾倒量に応じた操作信号を、端末側制御部38に伝達する。第一方向は、例えば、オペレータが操作端末3を両手で保持した使用状態において、操作端末3の操作面に沿う方向且つオペレータの前方に向かう方向である。
The suspended load moving operation tool 31 sets the first direction (upward direction in FIG. 4) as the extension direction of the boom 204, and outputs an operation signal according to the tilt direction and the tilt amount of the operation stick detected by the sensor to the terminal side control unit 38. Communicate to. The first direction is, for example, a direction along the operation surface of the operation terminal 3 and a direction toward the front of the operator in a used state in which the operator holds the operation terminal 3 with both hands.
端末側旋回操作具32は、オペレータがクレーン装置2の旋回に関する方向及び/又は速さを指示するための操作具である。
The terminal-side turning operation tool 32 is an operating tool for the operator to instruct the direction and / or speed of the crane device 2 with respect to turning.
端末側伸縮操作具33は、オペレータがブーム204の伸縮に関する方向及び/又は速さを指示するための操作具である。
The terminal-side expansion / contraction operation tool 33 is an operation tool for the operator to instruct the direction and / or speed regarding the expansion / contraction of the boom 204.
端末側メインドラム操作具34は、オペレータがメインウインチ212の回転に関する方向及び/又は速さ(つまり、メインフック208の移動方向及び/又は速さ)を指示するための操作具である。
The terminal-side main drum operating tool 34 is an operating tool for the operator to instruct the direction and / or speed (that is, the moving direction and / or speed of the main hook 208) regarding the rotation of the main winch 212.
端末側サブドラム操作具35は、オペレータがサブウインチ214の回転に関する方向及び/又は速さ(つまり、サブフック210の移動方向及び/又は速さ)を指示するための操作具である。
The terminal-side sub-drum operating tool 35 is an operating tool for the operator to instruct the direction and / or speed (that is, the moving direction and / or speed of the sub-hook 210) regarding the rotation of the sub-winch 214.
端末側起伏操作具36は、オペレータがブーム204の起伏に関する方向及び/又は速さを指示するための操作具である。
The terminal-side undulation operation tool 36 is an operation tool for the operator to instruct the direction and / or speed regarding the undulation of the boom 204.
上記各操作具は、筐体30の操作面から略垂直に起立した操作スティックと、操作スティックの傾倒方向及び/又は傾倒量を検出するセンサ(不図示)と、から構成されている。
Each of the above operating tools is composed of an operating stick that stands up substantially vertically from the operating surface of the housing 30, and a sensor (not shown) that detects the tilting direction and / or tilting amount of the operating stick.
端末側表示部37は、クレーンCの姿勢情報及び/又は荷物Wの情報等の様々な情報を表示する。端末側表示部37は、筐体30の操作面に設けられている。端末側表示部37には、ブーム204の延伸方向を端末側表示部37に向かって上方向とし、その方位が表示されている。
The terminal side display unit 37 displays various information such as the attitude information of the crane C and / or the information of the luggage W. The terminal side display unit 37 is provided on the operation surface of the housing 30. On the terminal side display unit 37, the extension direction of the boom 204 is set upward toward the terminal side display unit 37, and the direction thereof is displayed.
端末側制御部38は、図5に示すように、操作端末3を制御する。端末側制御部38は、筐体30内に設けられている。端末側制御部38は、実体的には、CPU、ROM、RAM、及びHDD等がバスで接続される構成、又は、ワンチップのLSI等からなる構成であってよい。
The terminal side control unit 38 controls the operation terminal 3 as shown in FIG. The terminal side control unit 38 is provided in the housing 30. The terminal-side control unit 38 may be substantially configured such that a CPU, ROM, RAM, HDD, etc. are connected by a bus, or a configuration including a one-chip LSI or the like.
端末側制御部38は、吊り荷移動操作具31、端末側旋回操作具32、端末側伸縮操作具33、端末側メインドラム操作具34、端末側サブドラム操作具35、端末側起伏操作具36、及び端末側表示部37等の動作を制御するために種々のプログラムやデータを格納している。
The terminal side control unit 38 includes a suspended load moving operation tool 31, a terminal side turning operation tool 32, a terminal side expansion / contraction operation tool 33, a terminal side main drum operation tool 34, a terminal side sub drum operation tool 35, and a terminal side undulation operation tool 36. And various programs and data are stored in order to control the operation of the terminal side display unit 37 and the like.
端末側制御部38は、吊り荷移動操作具31、端末側旋回操作具32、端末側伸縮操作具33、端末側メインドラム操作具34、端末側サブドラム操作具35、及び端末側起伏操作具36に接続され、各操作具の傾倒方向及び/又は傾倒量に応じた操作信号を取得する。
The terminal side control unit 38 includes a suspended load moving operation tool 31, a terminal side turning operation tool 32, a terminal side expansion / contraction operation tool 33, a terminal side main drum operation tool 34, a terminal side sub drum operation tool 35, and a terminal side undulation operation tool 36. It is connected to and acquires an operation signal according to the tilting direction and / or tilting amount of each operating tool.
端末側制御部38は、取得した操作信号から、荷物Wの目標速度信号Vdを生成する。又、端末側制御部38は、クレーン装置2の制御部29に有線又は無線で接続され、生成した荷物Wの目標速度信号Vdをクレーン装置2の制御部29に送信する。
The terminal side control unit 38 generates the target speed signal Vd of the luggage W from the acquired operation signal. Further, the terminal side control unit 38 is connected to the control unit 29 of the crane device 2 by wire or wirelessly, and transmits the generated target speed signal Vd of the luggage W to the control unit 29 of the crane device 2.
(操作端末及びクレーンの動作例)
次に、図6を参照して、操作端末3の動作例について説明する。 (Operation example of operation terminal and crane)
Next, an operation example of theoperation terminal 3 will be described with reference to FIG.
次に、図6を参照して、操作端末3の動作例について説明する。 (Operation example of operation terminal and crane)
Next, an operation example of the
先ず、ブーム204の先端は、図6に示すように、北を向いていると仮定する。この状態において、オペレータは、吊り荷移動操作具31を、上方向に対して左方向に傾倒角度θ2=45°の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作する。
First, it is assumed that the tip of the boom 204 faces north as shown in FIG. In this state, the operator tilts the suspended load moving operation tool 31 to the left with respect to the upward direction by an arbitrary tilt amount in the direction of the tilt angle θ2 = 45 °.
すると、端末側制御部38は、吊り荷移動操作具31の傾倒方向及び傾倒量に対応する操作信号を、吊り荷移動操作具31に設けられたセンサ(不図示)から取得する。
Then, the terminal side control unit 38 acquires an operation signal corresponding to the tilting direction and the tilting amount of the suspended load moving operation tool 31 from a sensor (not shown) provided on the suspended load moving operating tool 31.
更に、端末側制御部38は、取得した操作信号に基づいて、吊り荷移動操作具31の傾倒量に応じた速さで荷物Wを移動させるための目標速度信号Vdを、単位時間t毎に算出する。そして、操作端末3は、算出した目標速度信号Vdを単位時間t毎にクレーン装置2の制御部29に送信する。
Further, the terminal-side control unit 38 sets a target speed signal Vd for moving the load W at a speed corresponding to the tilt amount of the suspended load moving operation tool 31 every unit time t based on the acquired operation signal. calculate. Then, the operation terminal 3 transmits the calculated target speed signal Vd to the control unit 29 of the crane device 2 every unit time t.
クレーン装置2の制御部29は、操作端末3から目標速度信号Vdを単位時間t毎に受信すると、方位センサ262が取得したブーム204の先端の方位に基づいて、荷物Wの目標軌道信号Pdを算出する。
When the control unit 29 of the crane device 2 receives the target speed signal Vd from the operation terminal 3 every unit time t, the control unit 29 receives the target trajectory signal Pd of the luggage W based on the direction of the tip of the boom 204 acquired by the direction sensor 262. calculate.
更に、クレーン装置2の制御部29は、算出した目標軌道信号Pdに基づいて、荷物Wの目標位置である荷物Wの目標位置座標p(n+1)を算出する。
Further, the control unit 29 of the crane device 2 calculates the target position coordinates p (n + 1) of the luggage W, which is the target position of the luggage W, based on the calculated target trajectory signal Pd.
そして、制御部29は、旋回用バルブ250、伸縮用バルブ251、起伏用バルブ252、メインドラム用バルブ253、及びサブドラム用バルブ254のうち、目標位置座標p(n+1)に荷物Wを移動させるために動作させることが必要なバルブに関する作動信号Mdを生成する。
Then, the control unit 29 moves the luggage W to the target position coordinate p (n + 1) among the swivel valve 250, the expansion / contraction valve 251, the undulation valve 252, the main drum valve 253, and the sub drum valve 254. Generates an actuation signal Md for a valve that needs to be operated.
クレーンCは、作動信号Mdに基づいて、吊り荷移動操作具31の傾倒方向に向けて、吊り荷移動操作具31の傾倒量に応じた速さで荷物Wを搬送する。この際、クレーンCは、荷物Wを搬送するために動作させる必要があるアクチュエータ(例えば、旋回用油圧モータ203、伸縮用油圧シリンダ218、及び起伏用油圧シリンダ211等)を作動信号Mdによって制御する。
The crane C conveys the load W in the tilting direction of the suspended load moving operation tool 31 at a speed corresponding to the tilting amount of the suspended load moving operating tool 31 based on the operation signal Md. At this time, the crane C controls an actuator (for example, a turning hydraulic motor 203, a telescopic hydraulic cylinder 218, an undulating hydraulic cylinder 211, etc.) that needs to be operated to convey the load W by an operation signal Md. ..
尚、本実施形態において、操作端末3は、キャビン216内に設けられている。但し、操作端末は、クレーンCに無線接続される遠隔操作端末であってもよい。
In the present embodiment, the operation terminal 3 is provided in the cabin 216. However, the operation terminal may be a remote control terminal wirelessly connected to the crane C.
(クレーンの制御例について)
次に、図7~図13を参照して、クレーン装置2の制御部29において荷物Wの目標軌道信号Pd、及び、ブーム204の先端の目標位置座標q(n+1)を算出する工程について説明する。尚、図7は、操作信号及び荷物Wの目標速度信号Vdが操作端末3(操作入力部)において生成される構成を示している。但し、変形例として、操作信号は、操作部217において生成されてもよい。このような変形例の場合、目標速度信号Vdは、操作信号に基づいて、操作部217又はクレーンC(クレーン装置2)の制御部29において生成されてよい。クレーンCにおいて目標速度信号Vdを生成する機能部を目標速度信号生成部(不図示)と称する。変形例については、後述の説明を適宜読み替えればよい。 (About crane control example)
Next, with reference to FIGS. 7 to 13, a step of calculating the target trajectory signal Pd of the luggage W and the target position coordinates q (n + 1) at the tip of theboom 204 in the control unit 29 of the crane device 2 will be described. .. Note that FIG. 7 shows a configuration in which the operation signal and the target speed signal Vd of the luggage W are generated in the operation terminal 3 (operation input unit). However, as a modification, the operation signal may be generated by the operation unit 217. In the case of such a modification, the target speed signal Vd may be generated in the operation unit 217 or the control unit 29 of the crane C (crane device 2) based on the operation signal. The functional unit that generates the target speed signal Vd in the crane C is referred to as a target speed signal generation unit (not shown). As for the modified example, the description described later may be read as appropriate.
次に、図7~図13を参照して、クレーン装置2の制御部29において荷物Wの目標軌道信号Pd、及び、ブーム204の先端の目標位置座標q(n+1)を算出する工程について説明する。尚、図7は、操作信号及び荷物Wの目標速度信号Vdが操作端末3(操作入力部)において生成される構成を示している。但し、変形例として、操作信号は、操作部217において生成されてもよい。このような変形例の場合、目標速度信号Vdは、操作信号に基づいて、操作部217又はクレーンC(クレーン装置2)の制御部29において生成されてよい。クレーンCにおいて目標速度信号Vdを生成する機能部を目標速度信号生成部(不図示)と称する。変形例については、後述の説明を適宜読み替えればよい。 (About crane control example)
Next, with reference to FIGS. 7 to 13, a step of calculating the target trajectory signal Pd of the luggage W and the target position coordinates q (n + 1) at the tip of the
制御部29は、既述の各エレメント以外に、目標軌道算出部290、ブーム位置算出部291、及び作動信号生成部292を有する。又、制御部29は、荷物位置検出手段である一対の前側旋回台カメラ202fから、荷物Wの現在位置情報を取得する。
The control unit 29 has a target trajectory calculation unit 290, a boom position calculation unit 291 and an operation signal generation unit 292 in addition to the above-mentioned elements. Further, the control unit 29 acquires the current position information of the luggage W from the pair of front swivel cameras 202f which are the luggage position detecting means.
目標軌道算出部290は、図7に示すように、荷物Wの移動方向及び/又は速さに対応する荷物Wの目標速度信号Vdを操作端末3から単位時間t毎に取得する。そして、目標軌道算出部290は、取得した荷物Wの目標速度信号Vdに基づいて、荷物Wの目標軌道信号Pdαを算出する。尚、既述の変形例の場合、目標軌道算出部290は、荷物Wの移動方向及び/又は速さに対応する荷物Wの目標速度信号VdをクレーンCの目標速度信号生成部(不図示)から単位時間t毎に取得する。
As shown in FIG. 7, the target trajectory calculation unit 290 acquires the target speed signal Vd of the baggage W corresponding to the moving direction and / or speed of the baggage W from the operation terminal 3 every unit time t. Then, the target trajectory calculation unit 290 calculates the target trajectory signal Pd α of the luggage W based on the acquired target speed signal Vd of the luggage W. In the case of the modification described above, the target trajectory calculation unit 290 generates the target speed signal Vd of the luggage W corresponding to the moving direction and / or speed of the luggage W to the target speed signal generation unit of the crane C (not shown). Obtained from every unit time t.
具体的には、目標軌道算出部290は、取得した目標速度信号Vdを積分して単位時間t毎の荷物Wのx軸方向、y軸方向、及びz軸方向それぞれの目標軌道信号Pdαを算出する。ここで、添え字αは、x軸方向、y軸方向、及びz軸方向のいずれかを表す。
Specifically, the target trajectory calculation unit 290 integrates the acquired target velocity signal Vd and obtains the target trajectory signals Pd α of the luggage W for each unit time t in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. calculate. Here, the subscript α represents any of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction.
ブーム位置算出部291は、目標軌道算出部290から目標軌道信号Pdαを取得する。ブーム位置算出部291は、旋回用センサ260から旋回台201の旋回角度θz(n)を取得する。
The boom position calculation unit 291 acquires the target trajectory signal Pd α from the target trajectory calculation unit 290. The boom position calculation unit 291 acquires the turning angle θz (n) of the turning table 201 from the turning sensor 260.
又、ブーム位置算出部291は、伸縮用センサ261から伸縮長さlb(n)を取得する。又、ブーム位置算出部291は、起伏用センサ263から起伏角度θx(n)を取得する。
Further, the boom position calculation unit 291 acquires the expansion / contraction length lb (n) from the expansion / contraction sensor 261. Further, the boom position calculation unit 291 acquires the undulation angle θx (n) from the undulation sensor 263.
ブーム位置算出部291は、巻回用センサ43から使用しているワイヤロープ(メインワイヤロープ213又はサブワイヤロープ215)の繰り出し量l(n)を取得する。
The boom position calculation unit 291 acquires the feeding amount l (n) of the wire rope (main wire rope 213 or sub wire rope 215) used from the winding sensor 43.
ブーム位置算出部291は、荷物Wの現在位置情報を取得する。ブーム位置算出部291は、一対の前側旋回台カメラ202fから荷物Wの現在位置情報を取得してよい。或いは、ブーム位置算出部291は、一対の前側旋回台カメラ202fから取得した荷物Wの画像情報に基づいて、荷物Wの現在位置情報を取得してもよい。
The boom position calculation unit 291 acquires the current position information of the luggage W. The boom position calculation unit 291 may acquire the current position information of the luggage W from the pair of front swivel cameras 202f. Alternatively, the boom position calculation unit 291 may acquire the current position information of the luggage W based on the image information of the luggage W acquired from the pair of front swivel cameras 202f.
ブーム位置算出部291が取得した旋回角度θz(n)、伸縮長さlb(n)、及び起伏角度θx(n)はそれぞれ、ブーム204の姿勢情報の一例に該当する。
The turning angle θz (n), the expansion / contraction length lb (n), and the undulation angle θx (n) acquired by the boom position calculation unit 291 each correspond to an example of the posture information of the boom 204.
ブーム位置算出部291は、取得したブーム204の姿勢情報に基づいて、ブーム204の先端の現在位置座標q(n)を取得する。
The boom position calculation unit 291 acquires the current position coordinates q (n) of the tip of the boom 204 based on the acquired posture information of the boom 204.
ブーム位置算出部291は、取得した荷物Wの現在位置情報に基づいて荷物Wの現在位置座標p(n)を算出する。又、ブーム位置算出部291は、荷物Wの現在位置座標p(n)とブーム204の現在位置座標q(n)とに基づいてワイヤロープの繰り出し量l(n)を算出する。
The boom position calculation unit 291 calculates the current position coordinates p (n) of the baggage W based on the acquired current position information of the baggage W. Further, the boom position calculation unit 291 calculates the wire rope feeding amount l (n) based on the current position coordinates p (n) of the luggage W and the current position coordinates q (n) of the boom 204.
又、ブーム位置算出部291は、目標軌道信号Pdαから単位時間t経過後の荷物Wの位置である荷物Wの目標位置座標p(n+1)を算出する。更に、ブーム位置算出部291は、荷物Wの現在位置座標p(n)と荷物Wの目標位置座標p(n+1)とに基づいて、荷物Wを吊っているワイヤロープ(メインワイヤロープ213/又はサブワイヤロープ215)の方向ベクトルe(n+1)を算出する。
Further, the boom position calculation unit 291 calculates the target position coordinate p (n + 1) of the luggage W, which is the position of the luggage W after the lapse of a unit time t, from the target trajectory signal Pd α . Further, the boom position calculation unit 291 is a wire rope (main wire rope 213 / or) for suspending the luggage W based on the current position coordinate p (n) of the luggage W and the target position coordinate p (n + 1) of the luggage W. The direction vector e (n + 1) of the sub wire rope 215) is calculated.
ブーム位置算出部291は、逆動力学により、荷物Wの目標位置座標p(n+1)及びワイヤロープの方向ベクトルe(n+1)に基づいて、単位時間t経過後のブーム204の先端の位置であるブーム204の目標位置座標q(n+1)を算出する。そして、ブーム位置算出部291は、算出したブーム204の目標位置座標q(n+1)を、作動信号生成部292に送る。
The boom position calculation unit 291 is the position of the tip of the boom 204 after the lapse of a unit time t, based on the target position coordinates p (n + 1) of the luggage W and the direction vector e (n + 1) of the wire rope by inverse dynamics. The target position coordinates q (n + 1) of the boom 204 are calculated. Then, the boom position calculation unit 291 sends the calculated target position coordinates q (n + 1) of the boom 204 to the operation signal generation unit 292.
作動信号生成部292は、ブーム位置算出部291からブーム204の目標位置座標q(n+1)を取得する。そして、作動信号生成部292は、取得したブーム204の目標位置座標q(n+1)に基づいて、各アクチュエータの作動信号Mdを生成する。
The operation signal generation unit 292 acquires the target position coordinates q (n + 1) of the boom 204 from the boom position calculation unit 291. Then, the operation signal generation unit 292 generates an operation signal Md of each actuator based on the acquired target position coordinates q (n + 1) of the boom 204.
作動信号生成部292は、旋回用バルブ250、伸縮用バルブ251、起伏用バルブ252、メインドラム用バルブ253、及びサブドラム用バルブ254のうちの少なくとも一つのバルブの作動信号Mdを生成する。
The operation signal generation unit 292 generates an operation signal Md of at least one of the swivel valve 250, the expansion / contraction valve 251, the undulation valve 252, the main drum valve 253, and the sub drum valve 254.
ここで、図8を参照しつつ、ブーム位置算出部291が、ブーム204の先端の目標位置座標q(n+1)を算出する方法について説明する。先ず、制御部29(具体的には、ブーム位置算出部291)は、クレーンCの逆動力学モデルを定める。逆動力学モデルは、XYZ座標系に定義され、原点OをクレーンCの旋回中心とする。
Here, with reference to FIG. 8, a method in which the boom position calculation unit 291 calculates the target position coordinates q (n + 1) at the tip of the boom 204 will be described. First, the control unit 29 (specifically, the boom position calculation unit 291) determines the reverse dynamics model of the crane C. The inverse dynamics model is defined in the XYZ coordinate system, with the origin O as the turning center of the crane C.
又、制御部29は、逆動力学モデルにおいて、q、p、lb、θx、θz、l、f、及びeをそれぞれ定義する。qは、例えばブーム204の先端の現在位置座標q(n)を示す。pは、例えば荷物Wの現在位置座標p(n)を示す。
Further, the control unit 29 defines q, p, lb, θx, θz, l, f, and e in the inverse dynamics model, respectively. q indicates, for example, the current position coordinate q (n) of the tip of the boom 204. p indicates, for example, the current position coordinate p (n) of the luggage W.
lbは、例えばブーム204の伸縮長さlb(n)示す。θxは、例えば起伏角度θx(n)を示す。θzは、例えば旋回角度θz(n)を示す。lは、例えばワイヤロープの繰り出し量l(n)を示す。fはワイヤロープの張力fを示す。eは、例えばワイヤロープの方向ベクトルe(n)を示す。
Lb indicates, for example, the expansion / contraction length lb (n) of the boom 204. θx indicates, for example, the undulation angle θx (n). θz indicates, for example, a turning angle θz (n). l indicates, for example, the feeding amount l (n) of the wire rope. f indicates the tension f of the wire rope. e indicates, for example, the direction vector e (n) of the wire rope.
このように定まる逆動力学モデルにおいて、ブーム204の先端の目標位置qと荷物Wの目標位置pとの関係が、荷物Wの目標位置p、荷物Wの質量m、及びワイヤロープのばね定数kfに基づいて式(1)によって表される。そして、ブーム204の先端の目標位置qは、荷物Wの時間の関数である式(2)によって算出される。
In the inverse dynamics model determined in this way, the relationship between the target position q at the tip of the boom 204 and the target position p of the luggage W is the target position p of the luggage W, the mass m of the luggage W, and the spring constant kf of the wire rope. It is expressed by the equation (1) based on. Then, the target position q at the tip of the boom 204 is calculated by the equation (2) which is a function of the time of the luggage W.
f:ワイヤロープの張力
kf:ばね定数
m:荷物Wの質量
q:ブーム204の先端の現在位置又は目標位置
p:荷物Wの現在位置又は目標位置
l:ワイヤロープの繰出し量
e:方向ベクトル
g:重力加速度
f: Tension of wire rope kf: Spring constant m: Mass of luggage W q: Current position or target position of the tip of boom 204 p: Current position or target position of luggage W l: Wire rope extension amount e: Direction vector g : Gravity acceleration
又、ワイヤロープの繰り出し量l(n)は、以下の式(3)から算出される。ワイヤロープの繰り出し量l(n)は、ブーム204の先端位置であるブーム204の現在位置座標q(n)と荷物Wの位置である荷物Wの現在位置座標p(n)の距離で定義される。
Further, the wire rope feeding amount l (n) is calculated from the following equation (3). The wire rope feeding amount l (n) is defined by the distance between the current position coordinate q (n) of the boom 204, which is the tip position of the boom 204, and the current position coordinate p (n) of the luggage W, which is the position of the luggage W. Ru.
又、ワイヤロープの方向ベクトルe(n)は、以下の式(4)から算出される。ワイヤロープの方向ベクトルe(n)は、ワイヤロープの張力fの単位長さのベクトルである。ワイヤロープの張力fは、荷物Wの現在位置座標p(n)と単位時間t経過後の荷物Wの目標位置座標p(n+1)とに基づいて算出される荷物Wの加速度から重力加速度を減算して算出される。
Further, the direction vector e (n) of the wire rope is calculated from the following equation (4). The direction vector e (n) of the wire rope is a vector of the unit length of the tension f of the wire rope. The tension f of the wire rope is obtained by subtracting the gravitational acceleration from the acceleration of the luggage W calculated based on the current position coordinate p (n) of the luggage W and the target position coordinate p (n + 1) of the luggage W after the lapse of the unit time t. Is calculated.
そして、単位時間t経過後のブーム204の先端の目標位置であるブーム204の目標位置座標q(n+1)は、上記式(2)をnの関数で表した式(5)から算出される。ここで、αは、ブーム204の旋回角度θz(n)を示している。このように、ブーム204の目標位置座標q(n+1)は、逆動力学により、ワイヤロープの繰り出し量l(n)、荷物Wの目標位置座標p(n+1)、及び方向ベクトルe(n+1)に基づいて算出される。
Then, the target position coordinate q (n + 1) of the boom 204, which is the target position of the tip of the boom 204 after the lapse of the unit time t, is calculated from the equation (5) expressing the above equation (2) by a function of n. Here, α indicates the turning angle θz (n) of the boom 204. As described above, the target position coordinates q (n + 1) of the boom 204 are set to the wire rope feeding amount l (n), the target position coordinates p (n + 1) of the luggage W, and the direction vector e (n + 1) by inverse dynamics. Calculated based on.
(制御システム)
次に、クレーンCの制御システム42について説明する。尚、制御システム42は、クレーンCにおける制御部29を構成するエレメントにより構成されたシステムと捉えてよい。よって、制御システム42の構成要素は、制御部29の構成要素でもある。 (Control system)
Next, thecontrol system 42 of the crane C will be described. The control system 42 may be regarded as a system composed of elements constituting the control unit 29 in the crane C. Therefore, the component of the control system 42 is also a component of the control unit 29.
次に、クレーンCの制御システム42について説明する。尚、制御システム42は、クレーンCにおける制御部29を構成するエレメントにより構成されたシステムと捉えてよい。よって、制御システム42の構成要素は、制御部29の構成要素でもある。 (Control system)
Next, the
制御システム42は、フィードバック制御部42aと、フィードフォワード制御部42bと、を有する。
The control system 42 has a feedback control unit 42a and a feedforward control unit 42b.
(フィードバック制御部)
フィードバック制御部42aは、目標軌道算出部290、ブーム位置算出部291、作動信号生成部292、及び荷物位置検出手段である前側旋回台カメラ202fを含む。このようなフィードバック制御部42aは、クレーンC又はクレーンCの構成部材(具体的には、アクチュエータ)である制御対象をフィードバック制御する。制御対象に関しては、既述の通りである。 (Feedback control unit)
Thefeedback control unit 42a includes a target trajectory calculation unit 290, a boom position calculation unit 291, an operation signal generation unit 292, and a front swivel camera 202f which is a load position detection means. Such a feedback control unit 42a feedback-controls a control target that is a crane C or a constituent member (specifically, an actuator) of the crane C. The control target is as described above.
フィードバック制御部42aは、目標軌道算出部290、ブーム位置算出部291、作動信号生成部292、及び荷物位置検出手段である前側旋回台カメラ202fを含む。このようなフィードバック制御部42aは、クレーンC又はクレーンCの構成部材(具体的には、アクチュエータ)である制御対象をフィードバック制御する。制御対象に関しては、既述の通りである。 (Feedback control unit)
The
具体的には、フィードバック制御部42aは、荷物Wの目標速度信号Vdを取得すると、目標軌道算出部290において、荷物Wのx軸方向、y軸方向、及びz軸方向の目標軌道信号Pdαを算出する。
Specifically, when the feedback control unit 42a acquires the target speed signal Vd of the luggage W, the target trajectory calculation unit 290 tells the target trajectory signal Pd α of the luggage W in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. Is calculated.
次に、フィードバック制御部42aは、荷物位置検出手段(本実施形態の場合、前側旋回台カメラ202f)から取得した荷物Wの現在位置情報に基づいて荷物Wの現在位置座標p(n)を算出する。
Next, the feedback control unit 42a calculates the current position coordinates p (n) of the luggage W based on the current position information of the luggage W acquired from the luggage position detecting means (in the case of the present embodiment, the front swivel camera 202f). do.
そして、フィードバック制御部42aは、荷物Wの現在位置座標p(n)を、目標軌道信号Pdαにフィードバック(ネガティブフィードバック)する。
Then, the feedback control unit 42a feeds back (negative feedback) the current position coordinates p (n) of the luggage W to the target orbit signal Pd α .
フィードバック制御部42aは、荷物Wの現在位置座標p(n)により目標軌道信号Pdαを補正することにより(本実施形態の場合、現在位置座標p(n)と目標軌道信号Pdαとの差分をとることにより)、目標軌道信号Pd1αを生成する。目標軌道信号Pd1αは、第一信号の一例に該当する。この目標軌道信号Pd1αは、後述のフィードフォワード制御部42bが実施する学習の教師信号である。
The feedback control unit 42a corrects the target trajectory signal Pd α by the current position coordinate p (n) of the luggage W (in the case of the present embodiment, the difference between the current position coordinate p (n) and the target trajectory signal Pd α ). By taking), the target orbital signal Pd1 α is generated. The target orbital signal Pd1 α corresponds to an example of the first signal. This target orbit signal Pd1 α is a learning teacher signal carried out by the feedforward control unit 42b described later.
次に、フィードバック制御部42aは、ブーム位置算出部291において、目標軌道信号Pd2αと、各センサから取得したクレーンCの姿勢情報(旋回角度θz(n)、伸縮長さlb(n)、起伏角度θx(n)、及び繰り出し量l(n))と、旋回台カメラ202から取得した荷物Wの現在位置情報と、に基づいて単位時間t経過後のブーム204の目標位置座標q(n+1)を算出する。尚、目標軌道信号Pd2αは、目標軌道信号Pd1αが、後述のフィードフォワード制御部42bの出力により補正された信号である。
Next, the feedback control unit 42a, in the boom position calculation unit 291, has the target trajectory signal Pd2 α and the attitude information of the crane C acquired from each sensor (turning angle θz (n), expansion / contraction length lb (n), undulations). The target position coordinates q (n + 1) of the boom 204 after the lapse of a unit time t based on the angle θx (n) and the feeding amount l (n) and the current position information of the luggage W acquired from the swivel camera 202. Is calculated. The target orbit signal Pd2 α is a signal obtained by correcting the target orbit signal Pd1 α by the output of the feedforward control unit 42b described later.
次に、フィードバック制御部42aは、作動信号生成部292において、目標位置座標q(n+1)に基づいて制御対象(各アクチュエータ)の作動信号Mdを生成する。フィードバック制御部42aは、作動信号MdによってクレーンCの制御対象(各アクチュエータ)を作動させることにより荷物Wを搬送する。
Next, the feedback control unit 42a generates an operation signal Md of the control target (each actuator) in the operation signal generation unit 292 based on the target position coordinates q (n + 1). The feedback control unit 42a conveys the cargo W by operating the controlled object (each actuator) of the crane C by the operation signal Md.
(フィードフォワード制御部)
フィードフォワード制御部42bは、重み係数wα(具体的には、wα1、wα2、wα3、wα4)を有する数理モデルにより構成されている。 (Feedforward control unit)
Thefeedforward control unit 42b is configured by a mathematical model having a weighting coefficient w α (specifically, w α1 , w α2 , w α3 , w α4 ).
フィードフォワード制御部42bは、重み係数wα(具体的には、wα1、wα2、wα3、wα4)を有する数理モデルにより構成されている。 (Feedforward control unit)
The
このようなフィードフォワード制御部42bは、フィードバック制御部42aにおいて生成される第一信号(具体的には、目標軌道信号Pd1α)を含む教師信号に基づいて重み係数wαを調整することにより、制御対象の特性をリアルタイムで学習する機能を有する。フィードフォワード制御部42bは、学習モデルの一例に該当する。
Such a feedforward control unit 42b adjusts the weighting coefficient wα based on the teacher signal including the first signal (specifically, the target trajectory signal Pd1 α ) generated in the feedback control unit 42a. It has a function to learn the characteristics of the controlled object in real time. The feedforward control unit 42b corresponds to an example of a learning model.
本実施形態の場合、フィードフォワード制御部42bは、制御対象の特性をリアルタイムで学習することにより、制御対象の所謂逆モデルを実現する。
In the case of the present embodiment, the feedforward control unit 42b realizes a so-called inverse model of the controlled object by learning the characteristics of the controlled object in real time.
フィードフォワード制御部42bの重み係数wαの初期値は、クレーンCの動作毎に設定される。
The initial value of the weighting coefficient w α of the feedforward control unit 42b is set for each operation of the crane C.
フィードフォワード制御部42bの重み係数wαの初期値は、予め決められた任意の値であってよい。又、重み係数wαの初期値は、記憶部27に予め記憶された重み係数wαであってもよい。又、重み係数wαの初期値は、クレーンCの初期状態(換言すれば、未使用状態又は正常時)における制御対象に対応する重み係数wαであると好ましい。
The initial value of the weighting coefficient w α of the feedforward control unit 42b may be an arbitrary value determined in advance. Further, the initial value of the weighting coefficient wα may be the weighting coefficient wα stored in advance in the storage unit 27. Further, the initial value of the weighting coefficient w α is preferably a weighting coefficient w α corresponding to the controlled object in the initial state of the crane C (in other words, in the unused state or the normal state).
重み係数wαの初期値は、後述の特性変化判定装置7の記憶部73に記憶された基準モデルの重み係数wαsであってもよい。この場合、制御システム42(具体的には、フィードフォワード制御部42b)は、特性変化判定装置7から、基準モデルの重み係数wαsを取得し、取得した重み係数wαsをフィードフォワード制御部42bの重み係数として設定する。
The initial value of the weighting coefficient w α may be the weighting coefficient w αs of the reference model stored in the storage unit 73 of the characteristic change determination device 7 described later. In this case, the control system 42 (specifically, the feedforward control unit 42b) acquires the weight coefficient w αs of the reference model from the characteristic change determination device 7, and the acquired weight coefficient w αs is used as the feedforward control unit 42b. Set as the weighting factor of.
又、フィードフォワード制御部42bは、フィードバック制御部42aと協働して制御対象をフィードフォワード制御する機能を有する。
Further, the feedforward control unit 42b has a function of feedforward control of the control target in cooperation with the feedback control unit 42a.
フィードフォワード制御部42bは、下記式(6)に示すような伝達関数G(s)で表現されるローパスフィルタLpと捉えることができる。ローパスフィルタLpは、所定の周波数以上の周波数を減衰させる。
The feedforward control unit 42b can be regarded as a low-pass filter Lp represented by the transfer function G (s) as shown in the following equation (6). The low-pass filter Lp attenuates frequencies above a predetermined frequency.
フィードフォワード制御部42bの伝達関数G(s)は、A、B、及びCを係数とし、wα1、wα2、wα3、及びwα4を重み係数とし、sを微分要素として部分分数分解した形式で表現される。ここで、添え字αは、x軸、y軸、及びz軸のいずれかを表す符号である。
The transfer function G (s) of the feedforward control unit 42b is partially fractionally decomposed with A, B, and C as coefficients, w α1 , w α2 , w α3 , and w α4 as weighting coefficients, and s as a differential element. Expressed in form. Here, the subscript α is a code representing any of the x-axis, the y-axis, and the z-axis.
つまり、式(6)により示される伝達関数G(s)は、x軸、y軸、及びz軸毎に設定されている。換言すれば、伝達関数G(s)を有する数理モデルは、x軸、y軸、及びz軸毎に設定されている。このように、伝達関数G(s)は、1次遅れの伝達関数を重ね合わせたものとして表現される。
That is, the transfer function G (s) represented by the equation (6) is set for each of the x-axis, the y-axis, and the z-axis. In other words, the mathematical model having the transfer function G (s) is set for each of the x-axis, the y-axis, and the z-axis. In this way, the transfer function G (s) is expressed as a superposition of the transfer functions of the first-order lag.
図9及び上記式(6)に示すように、フィードフォワード制御部42bは、四次の伝達関数G(s)を部分分数分解した1次遅れの伝達関数である第1モデルG1(s)、第2モデルG2(s)、第3モデルG3(s)、及び第4モデルG4(s)が重ね合わせられている。
As shown in FIG. 9 and the above equation (6), the feed forward control unit 42b is a first model G1 (s), which is a first-order lag transfer function obtained by partially fractionating the fourth-order transfer function G (s). The second model G2 (s), the third model G3 (s), and the fourth model G4 (s) are superimposed.
又、フィードフォワード制御部42bは、伝達関数G(s)のゲインを重み係数として、第1モデルG1(s)に重み係数wα1、第2モデルG2(s)に重み係数wα2、第3モデルG3(s)に重み係数wα3、及び第4モデルG4(s)に重み係数wα4が割り当てられている。
Further, the feed forward control unit 42b uses the gain of the transmission function G (s) as a weighting coefficient, and has a weighting coefficient w α1 for the first model G1 (s) and a weighting coefficient w α2 for the second model G2 (s). A weighting coefficient w α3 is assigned to the model G3 (s), and a weighting coefficient w α4 is assigned to the fourth model G4 (s).
既述のようにフィードフォワード制御部42bは、フィードバック制御部42aで補正された荷物Wの目標軌道信号Pd1αに基づいて、各モデルの重み係数wα1、wα2、wα3、及びwα4をリアルタイムで調整することにより、制御対象の特性を学習する。
As described above, the feedforward control unit 42b sets the weight coefficients w α1 , w α2 , w α3 , and w α4 of each model based on the target trajectory signal Pd1 α of the load W corrected by the feedback control unit 42a. By adjusting in real time, the characteristics of the controlled object are learned.
このようなフィードフォワード制御部42bに荷物Wの目標速度信号Vdが入力されると、フィードフォワード制御部42bは、補正信号Pffoutを出力する。
When the target speed signal Vd of the luggage W is input to the feedforward control unit 42b, the feedforward control unit 42b outputs the correction signal Pff out .
本実施形態の場合、フィードバック制御部42aにおいて生成される目標軌道信号Pd1αが、補正信号Pffoutにより補正されて、目標軌道信号Pd2αとなる。フィードフォワード制御部42bにおける信号の流れは、図9に示す通りであるので、詳しい説明は省略する。
In the case of the present embodiment, the target orbit signal Pd1 α generated by the feedback control unit 42a is corrected by the correction signal Pff out to become the target orbit signal Pd2 α . Since the signal flow in the feedforward control unit 42b is as shown in FIG. 9, detailed description thereof will be omitted.
尚、フィードフォワード制御部42bは、目標軌道信号Pdαと荷物Wの現在位置座標p(n)との差分である目標軌道信号Pd1αが、小さくなるように、重み係数wαを調整する。
The feedforward control unit 42b adjusts the weighting coefficient w α so that the target trajectory signal Pd1 α , which is the difference between the target trajectory signal Pd α and the current position coordinate p (n) of the load W, becomes small.
従って、フィードフォワード制御部42bの学習が進むほど、目標軌道信号Pd1αは小さくなる。換言すれば、フィードフォワード制御部42bの学習が進むほど、目標軌道信号Pd2αに含まれるフィードフォワード制御部42bの出力(つまり、補正信号Pffout)の割合が大きくなる。
Therefore, as the learning of the feedforward control unit 42b progresses, the target trajectory signal Pd1 α becomes smaller. In other words, as the learning of the feedforward control unit 42b progresses, the ratio of the output of the feedforward control unit 42b (that is, the correction signal Pff out ) included in the target trajectory signal Pd2 α increases.
フィードフォワード制御部42bの学習が完了した状態では、制御システム42は、フィードフォワード制御部42bの出力(つまり、補正信号Pffout)に基づいて、制御対象(各アクチュエータ)を制御する状態となる。
When the learning of the feedforward control unit 42b is completed, the control system 42 is in a state of controlling the control target (each actuator) based on the output of the feedforward control unit 42b (that is, the correction signal Pff out ).
尚、フィードフォワード制御部42b(つまり、学習モデル)は、制御対象(つまり、各アクチュエータ)のそれぞれに対応して設けられてよい。又、フィードフォワード制御部42bは、制御対象の特性を学習する機能を備えていれば、制御対象を制御する機能を備えていなくてもよい。
Note that the feedforward control unit 42b (that is, the learning model) may be provided corresponding to each of the control targets (that is, each actuator). Further, the feedforward control unit 42b may not have a function of controlling the controlled object as long as it has a function of learning the characteristics of the controlled object.
(制御システムの制御について)
次に図10~図13を参照して、クレーンCの制御システム42において作動信号Mdを生成するための荷物Wの目標軌道信号Pdの算出方法及びブーム204の先端の目標位置座標q(n+1)の算出方法について詳細に記載する。尚、以下の説明における「制御システム42」なる文言は、「制御部29」なる文言に適宜読み替えてよい。 (About control of control system)
Next, with reference to FIGS. 10 to 13, a method for calculating the target trajectory signal Pd of the luggage W for generating the operation signal Md in thecontrol system 42 of the crane C and the target position coordinates q (n + 1) at the tip of the boom 204. The calculation method of is described in detail. The word "control system 42" in the following description may be appropriately read as the word "control unit 29".
次に図10~図13を参照して、クレーンCの制御システム42において作動信号Mdを生成するための荷物Wの目標軌道信号Pdの算出方法及びブーム204の先端の目標位置座標q(n+1)の算出方法について詳細に記載する。尚、以下の説明における「制御システム42」なる文言は、「制御部29」なる文言に適宜読み替えてよい。 (About control of control system)
Next, with reference to FIGS. 10 to 13, a method for calculating the target trajectory signal Pd of the luggage W for generating the operation signal Md in the
制御システム42は、図10のステップS100において、目標軌道算出工程Aを開始する。制御システム42は、目標軌道算出工程Aが終了すると、ステップS200において、ブーム位置算出工程Bを開始する。そして、制御システム42は、ブーム位置算出工程Bが終了すると、ステップS300において、作動信号生成工程Cを開始する。制御システム42は、ステップS100~S300を適宜繰り返す。
The control system 42 starts the target trajectory calculation step A in step S100 of FIG. When the target trajectory calculation step A is completed, the control system 42 starts the boom position calculation step B in step S200. Then, when the boom position calculation step B is completed, the control system 42 starts the operation signal generation step C in step S300. The control system 42 appropriately repeats steps S100 to S300.
目標軌道算出工程Aにおいて、制御システム42は、図11に示す制御処理を実施する。
In the target trajectory calculation step A, the control system 42 carries out the control process shown in FIG.
ステップS110において、制御システム42は、制御部29の目標軌道算出部290によって荷物Wの目標速度信号Vdを取得したか否か判定する。荷物Wの目標速度信号Vdを取得した場合(ステップS110において“YES”)、制御システム42は、制御処理をステップS120に移行させる。
In step S110, the control system 42 determines whether or not the target speed signal Vd of the luggage W has been acquired by the target trajectory calculation unit 290 of the control unit 29. When the target speed signal Vd of the luggage W is acquired (“YES” in step S110), the control system 42 shifts the control process to step S120.
一方、荷物Wの目標速度信号Vdを取得していない場合(ステップS110において“NO”)、制御システム42は、制御処理をステップS110に移行させる。
On the other hand, when the target speed signal Vd of the luggage W has not been acquired (“NO” in step S110), the control system 42 shifts the control process to step S110.
ステップS120において、制御システム42は、荷物Wの現在位置座標p(n)を取得する。具体的には、制御システム42は、一対の前側旋回台カメラ202fによって荷物Wを撮影する。そして、制御システム42は、一対の前側旋回台カメラ202fから取得した撮像情報に基づいて、任意に定めた基準位置O(例えば、ブーム204の旋回中心)を原点として荷物Wの現在位置座標p(n)を算出する。尚、荷物Wの現在位置座標p(n)は、一対の前側旋回台カメラ202fにより算出されてもよい。
In step S120, the control system 42 acquires the current position coordinates p (n) of the luggage W. Specifically, the control system 42 photographs the luggage W with a pair of front swivel cameras 202f. Then, the control system 42 uses the reference position O (for example, the turning center of the boom 204) arbitrarily determined based on the image pickup information acquired from the pair of front swivel cameras 202f as the origin, and the current position coordinates p of the luggage W (for example, the swivel center of the boom 204). n) is calculated. The current position coordinates p (n) of the luggage W may be calculated by a pair of front swivel cameras 202f.
ステップS130において、制御システム42は、荷物Wの目標軌道信号Pdαを取得する。具体的には、制御システム42は、目標軌道算出部290によって取得した荷物Wの目標速度信号Vdを積分して荷物Wの目標軌道信号Pdαを算出する。
In step S130, the control system 42 acquires the target trajectory signal Pd α of the luggage W. Specifically, the control system 42 integrates the target speed signal Vd of the luggage W acquired by the target trajectory calculation unit 290 to calculate the target trajectory signal Pd α of the luggage W.
ステップS140において、制御システム42は、目標軌道信号Pd1αを取得する。具体的には、制御システム42は、フィードバック制御部42aにより、荷物Wの現在位置座標p(n)と目標軌道信号Pdαとの差分である目標軌道信号Pd1αを算出する。
In step S140, the control system 42 acquires the target orbit signal Pd1 α . Specifically, the control system 42 calculates the target trajectory signal Pd1 α , which is the difference between the current position coordinates p (n) of the luggage W and the target trajectory signal Pd α , by the feedback control unit 42a.
ステップS150において、制御システム42(具体的には、フィードフォワード制御部42b)は、目標軌道信号Pd1αを教師信号として、フィードフォワード制御部42bの重み係数wα(具体的には、重み係数wα1、wα2、wα3、wα4)を調整する。
In step S150, the control system 42 (specifically, the feedforward control unit 42b) uses the target trajectory signal Pd1 α as a teacher signal, and the weight coefficient w α of the feedforward control unit 42b (specifically, the weight coefficient w). α1 , w α2 , w α3 , w α4 ) are adjusted.
ステップS160において、制御システム42は、目標軌道信号Pd2αを取得する。具体的には、制御システム42は、目標軌道信号Pd1αをフィードフォワード制御部42bの出力である補正信号Pffoutにより補正することにより、目標軌道信号Pd2αを算出する。そして、目標軌道算出工程Aを終了する。
In step S160, the control system 42 acquires the target orbit signal Pd2 α . Specifically, the control system 42 calculates the target orbit signal Pd2 α by correcting the target orbit signal Pd1 α by the correction signal Pff out which is the output of the feedforward control unit 42b. Then, the target trajectory calculation step A is completed.
ブーム位置算出工程Bにおいて、制御システム42は、図12に示す制御処理を実施する。
In the boom position calculation step B, the control system 42 carries out the control process shown in FIG.
ステップS210において、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、ブーム204の先端の現在位置座標q(n)を取得する。具体的には、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、取得した旋回台201の旋回角度θz(n)、伸縮長さlb(n)、及びブーム204の起伏角度θx(n)に基づいてブーム204の先端の現在位置座標q(n)を算出する。
In step S210, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) acquires the current position coordinates q (n) of the tip of the boom 204. Specifically, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) has acquired the swivel table 201 with a swivel angle θz (n), an expansion / contraction length lb (n), and an undulation angle θx of the boom 204. The current position coordinate q (n) of the tip of the boom 204 is calculated based on (n).
ステップS220において、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、荷物を吊っているワイヤロープ(メインワイヤロープ213又はサブワイヤロープ215)の繰り出し量l(n)を取得する。具体的には、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、荷物Wの現在位置座標p(n)とブーム204の現在位置座標q(n)とに基づいて、上記式(3)を用いてワイヤロープの繰り出し量l(n)を算出する。
In step S220, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) acquires the feeding amount l (n) of the wire rope (main wire rope 213 or sub wire rope 215) for suspending the load. Specifically, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) is based on the current position coordinates p (n) of the luggage W and the current position coordinates q (n) of the boom 204. The wire rope feeding amount l (n) is calculated using (3).
ステップS230において、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、荷物Wの目標位置座標p(n+1)を取得する。具体的には、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、荷物Wの現在位置座標p(n)を基準として、目標軌道信号Pd2αに基づいて単位時間t経過後の荷物Wの目標位置である荷物Wの目標位置座標p(n+1)を算出する。
In step S230, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) acquires the target position coordinates p (n + 1) of the luggage W. Specifically, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) is based on the target trajectory signal Pd2α with reference to the current position coordinate p (n) of the luggage W, after the unit time t has elapsed. The target position coordinate p (n + 1) of the luggage W, which is the target position of the luggage W, is calculated.
ステップS240において、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、ワイヤロープの方向ベクトルe(n+1)を取得する。具体的には、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、荷物Wの現在位置座標p(n)と荷物Wの目標位置座標p(n+1)とに基づいて荷物Wの加速度を算出する。
In step S240, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) acquires the direction vector e (n + 1) of the wire rope. Specifically, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) of the luggage W is based on the current position coordinate p (n) of the luggage W and the target position coordinate p (n + 1) of the luggage W. Calculate the acceleration.
そして、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、荷物Wの加速度と重力加速度とを用いて上記式(4)からワイヤロープの方向ベクトルe(n+1)を算出する。
Then, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) calculates the direction vector e (n + 1) of the wire rope from the above equation (4) using the acceleration of the luggage W and the gravitational acceleration.
ステップS250において、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、ブーム204の目標位置座標q(n+1)を取得する。具体的には、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、取得したワイヤロープの繰り出し量l(n)とワイヤロープの方向ベクトルe(n+1)とに基づいて、上記式(5)からブーム204の目標位置座標q(n+1)を算出する。そして、制御システム42(具体的には、ブーム位置算出部291)は、ブーム位置算出工程Bを終了する。
In step S250, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) acquires the target position coordinates q (n + 1) of the boom 204. Specifically, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) is based on the acquired wire rope feeding amount l (n) and the wire rope direction vector e (n + 1). The target position coordinate q (n + 1) of the boom 204 is calculated from (5). Then, the control system 42 (specifically, the boom position calculation unit 291) ends the boom position calculation step B.
作動信号生成工程Cにおいて、制御システム42は、図13に示す制御処理を実施する。
In the operation signal generation step C, the control system 42 carries out the control process shown in FIG.
ステップS310において、制御システム42(具体的には、作動信号生成部292)は、ブーム204の目標位置座標q(n+1)に基づいて、単位時間t経過後の旋回台201の旋回角度θz(n+1)、伸縮長さLb(n+1)、起伏角度θx(n+1)、及びワイヤロープの繰り出し量l(n+1)を取得する(算出する)。
In step S310, the control system 42 (specifically, the operation signal generation unit 292), based on the target position coordinate q (n + 1) of the boom 204, the turning angle θz (n + 1) of the turning table 201 after the lapse of the unit time t. ), The expansion and contraction length Lb (n + 1), the undulation angle θx (n + 1), and the wire rope extension amount l (n + 1) are acquired (calculated).
ステップS320において、制御システム42(具体的には、作動信号生成部292)は、バルブの作動信号Mdを生成する。
In step S320, the control system 42 (specifically, the operation signal generation unit 292) generates the operation signal Md of the valve.
具体的には、制御システム42(具体的には、作動信号生成部292)は、取得した旋回角度θz(n+1)、伸縮長さLb(n+1)、起伏角度θx(n+1)、及びワイヤロープの繰り出し量l(n+1)に基づいて、制御対象を制御するための作動信号Mdを生成する。
Specifically, the control system 42 (specifically, the operation signal generation unit 292) has acquired the swivel angle θz (n + 1), the expansion / contraction length Lb (n + 1), the undulation angle θx (n + 1), and the wire rope. An operation signal Md for controlling the controlled object is generated based on the feeding amount l (n + 1).
作動信号Mdは、荷物Wを目標位置座標p(n+1)に搬送するために動作させる必要がある制御対象(各アクチュエータ)に対応するバルブを動作させるための作動信号である。
The operation signal Md is an operation signal for operating the valve corresponding to the control target (each actuator) that needs to be operated in order to convey the load W to the target position coordinate p (n + 1).
つまり、作動信号Mdは、旋回用バルブ250、伸縮用バルブ251、起伏用バルブ252、メインドラム用バルブ253、及び/又はサブドラム用バルブ254のうち、荷物Wを目標位置座標p(n+1)に搬送するために動作させる必要がある少なくとも一つのバルブの作動信号Mdと捉えてよい。
That is, the operation signal Md conveys the luggage W to the target position coordinate p (n + 1) among the swivel valve 250, the expansion / contraction valve 251, the undulating valve 252, the main drum valve 253, and / or the sub drum valve 254. It may be regarded as an operation signal Md of at least one valve that needs to be operated in order to operate.
そして、制御システム42(具体的には、作動信号生成部292)は、作動信号生成工程Cを終了する。
Then, the control system 42 (specifically, the operation signal generation unit 292) ends the operation signal generation step C.
クレーンCの制御システム42は、目標軌道算出工程A、ブーム位置算出工程B、及び作動信号生成工程Cを繰り返すことにより、ブーム204の目標位置座標q(n+1)に基づいて生成した作動信号Mdにより、各アクチュエータを制御する。
The control system 42 of the crane C is based on the operation signal Md generated based on the target position coordinates q (n + 1) of the boom 204 by repeating the target trajectory calculation step A, the boom position calculation step B, and the operation signal generation step C. , Control each actuator.
(重み係数の送信)
又、本実施形態の場合、制御システム42(制御部29)は、適宜のタイミングで、フィードフォワード制御部42bの重み係数wα(具体的には、wα1、wα2、wα3、wα4)を、特性変化判定装置7に送信する。 (Transmission of weighting factor)
Further, in the case of the present embodiment, the control system 42 (control unit 29) has a weight coefficient w α (specifically, w α1 , w α2 , w α3 , w α4 ) of thefeedforward control unit 42b at an appropriate timing. ) Is transmitted to the characteristic change determination device 7.
又、本実施形態の場合、制御システム42(制御部29)は、適宜のタイミングで、フィードフォワード制御部42bの重み係数wα(具体的には、wα1、wα2、wα3、wα4)を、特性変化判定装置7に送信する。 (Transmission of weighting factor)
Further, in the case of the present embodiment, the control system 42 (control unit 29) has a weight coefficient w α (specifically, w α1 , w α2 , w α3 , w α4 ) of the
制御システム42(制御部29)は、例えば、後述の特性変化判定装置7からリクエストを受信した場合に、重み係数wαを特性変化判定装置7に送信する。この際、制御システム42(制御部29)は、例えば、記憶部27から重み係数wαを取得し、取得した重み係数wαを特性変化判定装置7に送信する。
For example, when the control system 42 (control unit 29) receives a request from the characteristic change determination device 7 described later, the control system 42 (control unit 29) transmits the weighting coefficient w α to the characteristic change determination device 7. At this time, the control system 42 (control unit 29) acquires, for example, the weighting coefficient wα from the storage unit 27, and transmits the acquired weighting coefficient wα to the characteristic change determination device 7.
制御システム42(制御部29)は、例えば、上述のステップS150(図11参照)において、フィードフォワード制御部42bの重み係数wαが調整される毎に、重み係数wαを、特性変化判定装置7に送信する。
For example, in step S150 (see FIG. 11) described above, the control system 42 (control unit 29) sets the weight coefficient w α by the characteristic change determination device each time the weight coefficient w α of the feedforward control unit 42b is adjusted. Send to 7.
又、制御システム42(制御部29)は、例えば、フィードフォワード制御部42bにおける学習の進度が所定条件に該当した場合に、重み係数wαを、特性変化判定装置7に送信する。
Further, the control system 42 (control unit 29) transmits, for example, the weighting coefficient wα to the characteristic change determination device 7 when the progress of learning in the feedforward control unit 42b corresponds to a predetermined condition.
制御システム42(制御部29)は、学習の進度が所定条件に該当した場合に、例えば、記憶部27から重み係数wαを取得し、取得した重み係数wαを特性変化判定装置7に送信する。
When the progress of learning corresponds to a predetermined condition, the control system 42 (control unit 29) acquires, for example, a weighting coefficient wα from the storage unit 27, and transmits the acquired weighting coefficient wα to the characteristic change determination device 7. do.
上記所定条件とは、例えば、重み係数wαの変動率が所定値以下となった場合である。又、上記所定条件とは、例えば、重み係数wαの変動幅が所定値以下となった場合である。
The predetermined condition is, for example, a case where the volatility of the weighting coefficient w α is equal to or less than a predetermined value. Further, the predetermined condition is, for example, a case where the fluctuation range of the weighting coefficient w α is equal to or less than a predetermined value.
(特性変化判定装置)
以下、特性変化判定装置7の構成について説明する。特性変化判定装置7は、例えば、サーバである。特性変化判定装置7は、図1に示すように、ネットワークNを介して、クレーンCに接続されている。特性変化判定装置7は、外部装置の一例に該当する。 (Characteristic change judgment device)
Hereinafter, the configuration of the characteristicchange determination device 7 will be described. The characteristic change determination device 7 is, for example, a server. As shown in FIG. 1, the characteristic change determination device 7 is connected to the crane C via the network N. The characteristic change determination device 7 corresponds to an example of an external device.
以下、特性変化判定装置7の構成について説明する。特性変化判定装置7は、例えば、サーバである。特性変化判定装置7は、図1に示すように、ネットワークNを介して、クレーンCに接続されている。特性変化判定装置7は、外部装置の一例に該当する。 (Characteristic change judgment device)
Hereinafter, the configuration of the characteristic
尚、特性変化判定装置7は、有線又は無線によりクレーンCに接続されていればよい。特性変化判定装置7は、クレーンCの作業現場から離れた遠隔地に設けられていてもよい。又、特性変化判定装置7は、クレーンCの作業現場の一画に設けられていてもよい。又、特性変化判定装置7は、クレーンCに通信接続可能な状態で、クレーンCに組み込まれていてもよい。
The characteristic change determination device 7 may be connected to the crane C by wire or wirelessly. The characteristic change determination device 7 may be provided at a remote location away from the work site of the crane C. Further, the characteristic change determination device 7 may be provided in a section of the work site of the crane C. Further, the characteristic change determination device 7 may be incorporated in the crane C in a state where the communication connection can be made to the crane C.
このような特性変化判定装置7は、クレーンCから、既述の重み係数wαを取得する。そして、特性変化判定装置7は、取得した重み係数wαを用いた演算を実施する機能を有する。重み係数wαを用いた演算は、例えば、後述の表示部74への表示、及び、重み係数wαを用いたクレーンCの特性変化の判定等の種々の演算を含む。
Such a characteristic change determination device 7 acquires the above-mentioned weighting coefficient w α from the crane C. Then, the characteristic change determination device 7 has a function of performing an operation using the acquired weighting coefficient w α . The calculation using the weighting coefficient w α includes, for example, various operations such as display on the display unit 74 described later and determination of a characteristic change of the crane C using the weighting coefficient w α .
具体的には、特性変化判定装置7は、図3に示すように、通信部71と、取得部72と、記憶部73と、表示部74と、制御部75と、を有する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the characteristic change determination device 7 includes a communication unit 71, an acquisition unit 72, a storage unit 73, a display unit 74, and a control unit 75.
(通信部)
通信部71は、クレーンCの通信部28に、例えば、インターネット等のネットワークNを介して通信接続される。尚、通信部71とクレーンCの通信部28との通信方式は、特に限定されない。 (Communication department)
Thecommunication unit 71 is connected to the communication unit 28 of the crane C via a network N such as the Internet. The communication method between the communication unit 71 and the communication unit 28 of the crane C is not particularly limited.
通信部71は、クレーンCの通信部28に、例えば、インターネット等のネットワークNを介して通信接続される。尚、通信部71とクレーンCの通信部28との通信方式は、特に限定されない。 (Communication department)
The
通信部71は、制御部75の制御下で、クレーンCの通信部28と通信を確立して、情報を送る又は受け取る。通信部71は、制御部29の制御下で、クレーンCの通信部28から取得した情報を、取得部72に送る。
The communication unit 71 establishes communication with the communication unit 28 of the crane C under the control of the control unit 75, and sends or receives information. Under the control of the control unit 29, the communication unit 71 sends the information acquired from the communication unit 28 of the crane C to the acquisition unit 72.
具体的には、通信部71は、所定のタイミングで、クレーンCから重み係数wαを取得する。
Specifically, the communication unit 71 acquires the weighting coefficient w α from the crane C at a predetermined timing.
(取得部)
取得部72は、制御部75の制御下で、通信部71から重み係数wαを取得する。 (Acquisition department)
Theacquisition unit 72 acquires the weighting coefficient w α from the communication unit 71 under the control of the control unit 75.
取得部72は、制御部75の制御下で、通信部71から重み係数wαを取得する。 (Acquisition department)
The
(記憶部)
記憶部73は、第二記憶部の一例に該当し、制御部75の制御下で、情報を記憶する。本実施形態の場合、記憶部73は、クレーンCにおける制御対象(例えば、各アクチュエータ)の特性を、フィードフォワード制御部42bと同じ数理モデルにより表現した(換言すれば、同定した。)基準モデルを記憶している。 (Memory)
Thestorage unit 73 corresponds to an example of the second storage unit, and stores information under the control of the control unit 75. In the case of the present embodiment, the storage unit 73 represents a reference model in which the characteristics of the controlled object (for example, each actuator) in the crane C are expressed (in other words, identified) by the same mathematical model as the feedforward control unit 42b. I remember.
記憶部73は、第二記憶部の一例に該当し、制御部75の制御下で、情報を記憶する。本実施形態の場合、記憶部73は、クレーンCにおける制御対象(例えば、各アクチュエータ)の特性を、フィードフォワード制御部42bと同じ数理モデルにより表現した(換言すれば、同定した。)基準モデルを記憶している。 (Memory)
The
基準モデルは、クレーンCの初期状態(換言すれば、未使用状態又は正常時)における制御対象を同定したモデルと捉えてよい。基準モデルは、例えば、図9に示すフィードフォワード制御部42bと同じ構成を有する。よって、基準モデルの伝達関数G(s)は、上記式6と同じである。
The reference model can be regarded as a model that identifies the control target in the initial state of the crane C (in other words, in the unused state or in the normal state). The reference model has, for example, the same configuration as the feedforward control unit 42b shown in FIG. Therefore, the transfer function G (s) of the reference model is the same as that of the above equation 6.
基準モデルは、クレーンCの初期状態における制御対象の特性に対応した重み係数wαsを有する。本実施形態の場合、基準モデルの重み係数wαsは、クレーンCのフィードフォワード制御部42bにおける重み係数wα1、wα2、wα3、wα4に対応する。
The reference model has a weighting factor w αs corresponding to the characteristics of the controlled object in the initial state of the crane C. In the case of the present embodiment, the weighting coefficients w αs of the reference model correspond to the weighting coefficients w α1 , w α2 , w α3 , and w α4 in the feedforward control unit 42b of the crane C.
(表示部)
表示部74は、制御部75の制御下で、情報を表示する。表示部74は、例えば、ディスプレイ又はモニタである。 (Display part)
Thedisplay unit 74 displays information under the control of the control unit 75. The display unit 74 is, for example, a display or a monitor.
表示部74は、制御部75の制御下で、情報を表示する。表示部74は、例えば、ディスプレイ又はモニタである。 (Display part)
The
(制御部)
制御部75は、特性変化判定装置7を構成する各エレメント71~74の動作を制御する。 (Control unit)
Thecontrol unit 75 controls the operation of each element 71 to 74 constituting the characteristic change determination device 7.
制御部75は、特性変化判定装置7を構成する各エレメント71~74の動作を制御する。 (Control unit)
The
制御部75は、例えば、特性変化判定装置7のオペレータからの操作入力に応じて、重み係数wαの送信をクレーンCに指示するための情報を含むリクエストをクレーンCに送信するように、通信部71を制御する。特性変化判定装置7のオペレータは、特性変化判定装置7に設けられた入力部76(例えば、キーボード又はタッチパネル)を介して操作入力を入力する。
The control unit 75 communicates so as to transmit a request including information for instructing the crane C to transmit the weighting coefficient w α in response to an operation input from the operator of the characteristic change determination device 7, for example. The unit 71 is controlled. The operator of the characteristic change determination device 7 inputs an operation input via an input unit 76 (for example, a keyboard or a touch panel) provided in the characteristic change determination device 7.
制御部75は、クレーンCから取得した重み係数wαを表示部74に表示する。具体的には、制御部75は、クレーンCから取得した重み係数wαを、時系列に沿って表示部74に表示する。よって、表示部74には、特性変化判定装置7のオペレータが、クレーンCのフィードフォワード制御部42bで実施された学習における重み係数wαの変化を確認できる態様で、重み係数wαが表示される。
The control unit 75 displays the weighting coefficient w α acquired from the crane C on the display unit 74. Specifically, the control unit 75 displays the weighting coefficient w α acquired from the crane C on the display unit 74 in chronological order. Therefore, the weight coefficient w α is displayed on the display unit 74 in such a manner that the operator of the characteristic change determination device 7 can confirm the change in the weight coefficient w α in the learning carried out by the feedforward control unit 42b of the crane C. To.
特性変化判定装置7のオペレータは、表示部74に表示された重み係数wα(特に、学習が完了した時点の重み係数wα)を確認することにより、クレーンCの制御対象の特性が変化したか否かを判定できる。
The operator of the characteristic change determination device 7 changed the characteristics of the controlled object of the crane C by checking the weighting coefficient w α (particularly, the weighting coefficient w α at the time when learning was completed) displayed on the display unit 74. Whether or not it can be determined.
つまり、既述のように、クレーンCにおける制御対象の特性が変化しなければ、フィードフォワード制御部42bの学習が完了した状態において、学習毎の重み係数は、一定又はほぼ一定の値となる。
That is, as described above, if the characteristics of the controlled object in the crane C do not change, the weighting coefficient for each learning becomes a constant or almost constant value in the state where the learning of the feedforward control unit 42b is completed.
一方、クレーンCの制御対象の特性が変わった場合、学習が完了した状態における重み係数は、制御対象の特性が変わる前の重み係数と異なる。つまり、学習が完了した状態における重み係数の変化を見ることにより、特性変化判定装置7のオペレータは、制御対象の特性の変化の有無を確認できる。
On the other hand, when the characteristic of the controlled object of the crane C changes, the weighting coefficient in the state where the learning is completed is different from the weighting coefficient before the characteristic of the controlled object changes. That is, by observing the change in the weighting coefficient in the state where the learning is completed, the operator of the characteristic change determination device 7 can confirm whether or not the characteristic of the controlled object has changed.
又、制御部75は、クレーンCから取得した重み係数wαとともに、記憶部73に記憶された基準モデルの重み係数wαsを表示部74に表示してもよい。特性変化判定装置7のオペレータは、表示部74に表示された、クレーンCの重み係数wαと、基準モデルの重み係数wαsとを比較することにより、クレーンCの制御対象の特性が変化したか否かを判定できる。
Further, the control unit 75 may display the weight coefficient w αs of the reference model stored in the storage unit 73 on the display unit 74 together with the weight coefficient w α acquired from the crane C. The operator of the characteristic change determination device 7 changed the characteristics of the controlled object of the crane C by comparing the weight coefficient w α of the crane C displayed on the display unit 74 with the weight coefficient w αs of the reference model. Whether or not it can be determined.
又、制御部75は、クレーンCから取得した重み係数wα(具体的には、クレーンCのフィードフォワード制御部42bにおいて学習が完了した状態の重み係数wα)と、記憶部73に記憶された基準モデルの重み係数wαsとを比較することにより、クレーンCの制御対象の特性が変化したか否かを判定する機能を有してもよい。
Further, the control unit 75 stores the weight coefficient w α acquired from the crane C (specifically, the weight coefficient w α in the state where learning is completed in the feed forward control unit 42b of the crane C) and the storage unit 73. It may have a function of determining whether or not the characteristics of the controlled object of the crane C have changed by comparing with the weighting coefficient w αs of the reference model.
例えば、制御部75は、クレーンCから取得した重み係数wαと基準モデルの重み係数wαsとの差が、所定値よりも小さい場合に、クレーンCの制御対象の特性が変化していないと判定する。
For example, the control unit 75 determines that the characteristics of the controlled object of the crane C have not changed when the difference between the weighting coefficient w α acquired from the crane C and the weighting coefficient w αs of the reference model is smaller than a predetermined value. judge.
一方、制御部75は、クレーンCから取得した重み係数wαと基準モデルの重み係数wαsとの差が、所定値以上の場合に、クレーンCの制御対象の特性が変化していると判定する。そして、制御部75は、上述の判定の結果(比較結果)を、出力してもよい(例えば、表示部74に表示してもよい)。又、制御部75は、上述の判定の結果を、クレーンCに送信してもよい。
On the other hand, the control unit 75 determines that the characteristics of the controlled object of the crane C have changed when the difference between the weighting coefficient w α acquired from the crane C and the weighting coefficient w αs of the reference model is equal to or more than a predetermined value. do. Then, the control unit 75 may output the result of the above determination (comparison result) (for example, it may be displayed on the display unit 74). Further, the control unit 75 may transmit the result of the above determination to the crane C.
このような構成によれば、特性変化判定装置7のオペレータ及び/又はクレーンCのオペレータは、容易にクレーンCの制御対象の特性が変化したか否かを認識できる。
According to such a configuration, the operator of the characteristic change determination device 7 and / or the operator of the crane C can easily recognize whether or not the characteristic of the controlled object of the crane C has changed.
(本実施形態の作業・効果)
以上のように、本実施形態によれば、クレーンの特性の変化を認識することができる。 (Work / effect of this embodiment)
As described above, according to the present embodiment, changes in the characteristics of the crane can be recognized.
以上のように、本実施形態によれば、クレーンの特性の変化を認識することができる。 (Work / effect of this embodiment)
As described above, according to the present embodiment, changes in the characteristics of the crane can be recognized.
2020年10月21日出願の特願2020-176963の日本出願に含まれる明細書、図面、及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
The disclosures of the specification, drawings and abstract contained in the Japanese application of Japanese Patent Application No. 2020-176963 filed on October 21, 2020 are all incorporated herein by reference.
本発明は、移動式クレーンに限らず、種々のクレーンに適用できる。
The present invention is not limited to mobile cranes, but can be applied to various cranes.
S 特性変化判定システム
C、C1、C2、C3 クレーン
W 荷物
1 車両
11 車輪
12 エンジン
13 アウトリガ
2 クレーン装置
201 旋回台
202 旋回台カメラ
202f 前側旋回台カメラ
202r 後側旋回台カメラ
203 旋回用油圧モータ
204 ブーム
205 ジブ
206 ブームカメラ
207 メインフックブロック
208 メインフック
209 サブフックブロック
210 サブフック
211 起伏用油圧シリンダ
212 メインウインチ
213 メインワイヤロープ
214 サブウインチ
215 サブワイヤロープ
216 キャビン
217 操作部
218 伸縮用油圧シリンダ
219 メインドラム用油圧モータ
220 サブドラム用油圧モータ
230 旋回操作具
231 起伏操作具
232 伸縮操作具
233 メインドラム操作具
234 サブドラム操作具
250 旋回用バルブ
251 伸縮用バルブ
252 起伏用バルブ
253 メインドラム用バルブ
254 サブドラム用バルブ
260 旋回用センサ
261 伸縮用センサ
262 方位センサ
263 起伏用センサ
27 記憶部
28 通信部
29 制御部
290 目標軌道算出部
291 ブーム位置算出部
292 作動信号生成部
3 操作端末
30 筐体
31 吊り荷移動操作具
32 端末側旋回操作具
33 端末側伸縮操作具
34 端末側メインドラム操作具
35 端末側サブドラム操作具
36 端末側起伏操作具
37 端末側表示部
38 端末側制御部
39 端末側方位センサ
42 制御システム
42a フィードバック制御部
42b フィードフォワード制御部
43 巻回用センサ
7 特性変化判定装置
71 通信部
72 取得部
73 記憶部
74 表示部
75 制御部
76 入力部 S Characteristic change judgment system C, C1, C2, C3 Crane W Luggage 1 Vehicle 11 Wheel 12 Engine 13 Out trigger 2 Crane device 201 Swing platform 202 Swing platform camera 202f Front swivel platform camera 202r Rear swivel platform camera 203 Swivel hydraulic motor 204 Boom 205 Jib 206 Boom Camera 207 Main Hook Block 208 Main Hook 209 Sub Hook Block 210 Sub Hook 211 Ups and Downs Hydraulic Cylinder 212 Main Winch 213 Main Wire Rope 214 Sub Winch 215 Sub Wire Rope 216 Cabin 217 Operation Unit 218 Telescopic Hydraulic Cylinder 219 Main Hydraulic motor for drum 220 Hydraulic motor for sub-drum 230 Swivel operation tool 231 Swivel operation tool 232 Telescopic operation tool 233 Main drum operation tool 234 Sub-drum operation tool 250 Swivel valve 251 Telescopic valve 252 undulation valve 253 Main drum valve 254 For sub-drum Valve 260 Turning sensor 261 Telescopic sensor 262 Direction sensor 263 Ups and downs sensor 27 Storage unit 28 Communication unit 29 Control unit 290 Target trajectory calculation unit 291 Boom position calculation unit 292 Operation signal generation unit 3 Operation terminal 30 Housing 31 Suspended load movement Operation tool 32 Terminal side turning operation tool 33 Terminal side expansion and contraction operation tool 34 Terminal side main drum operation tool 35 Terminal side sub drum operation tool 36 Terminal side undulation operation tool 37 Terminal side display unit 38 Terminal side control unit 39 Terminal side orientation sensor 42 Control System 42a Feedback control unit 42b Feed forward control unit 43 Winding sensor 7 Characteristic change judgment device 71 Communication unit 72 Acquisition unit 73 Storage unit 74 Display unit 75 Control unit 76 Input unit
C、C1、C2、C3 クレーン
W 荷物
1 車両
11 車輪
12 エンジン
13 アウトリガ
2 クレーン装置
201 旋回台
202 旋回台カメラ
202f 前側旋回台カメラ
202r 後側旋回台カメラ
203 旋回用油圧モータ
204 ブーム
205 ジブ
206 ブームカメラ
207 メインフックブロック
208 メインフック
209 サブフックブロック
210 サブフック
211 起伏用油圧シリンダ
212 メインウインチ
213 メインワイヤロープ
214 サブウインチ
215 サブワイヤロープ
216 キャビン
217 操作部
218 伸縮用油圧シリンダ
219 メインドラム用油圧モータ
220 サブドラム用油圧モータ
230 旋回操作具
231 起伏操作具
232 伸縮操作具
233 メインドラム操作具
234 サブドラム操作具
250 旋回用バルブ
251 伸縮用バルブ
252 起伏用バルブ
253 メインドラム用バルブ
254 サブドラム用バルブ
260 旋回用センサ
261 伸縮用センサ
262 方位センサ
263 起伏用センサ
27 記憶部
28 通信部
29 制御部
290 目標軌道算出部
291 ブーム位置算出部
292 作動信号生成部
3 操作端末
30 筐体
31 吊り荷移動操作具
32 端末側旋回操作具
33 端末側伸縮操作具
34 端末側メインドラム操作具
35 端末側サブドラム操作具
36 端末側起伏操作具
37 端末側表示部
38 端末側制御部
39 端末側方位センサ
42 制御システム
42a フィードバック制御部
42b フィードフォワード制御部
43 巻回用センサ
7 特性変化判定装置
71 通信部
72 取得部
73 記憶部
74 表示部
75 制御部
76 入力部 S Characteristic change judgment system C, C1, C2, C3 Crane W Luggage 1 Vehicle 11 Wheel 12 Engine 13 Out trigger 2 Crane device 201 Swing platform 202 Swing platform camera 202f Front swivel platform camera 202r Rear swivel platform camera 203 Swivel hydraulic motor 204 Boom 205 Jib 206 Boom Camera 207 Main Hook Block 208 Main Hook 209 Sub Hook Block 210 Sub Hook 211 Ups and Downs Hydraulic Cylinder 212 Main Winch 213 Main Wire Rope 214 Sub Winch 215 Sub Wire Rope 216 Cabin 217 Operation Unit 218 Telescopic Hydraulic Cylinder 219 Main Hydraulic motor for drum 220 Hydraulic motor for sub-drum 230 Swivel operation tool 231 Swivel operation tool 232 Telescopic operation tool 233 Main drum operation tool 234 Sub-drum operation tool 250 Swivel valve 251 Telescopic valve 252 undulation valve 253 Main drum valve 254 For sub-drum Valve 260 Turning sensor 261 Telescopic sensor 262 Direction sensor 263 Ups and downs sensor 27 Storage unit 28 Communication unit 29 Control unit 290 Target trajectory calculation unit 291 Boom position calculation unit 292 Operation signal generation unit 3 Operation terminal 30 Housing 31 Suspended load movement Operation tool 32 Terminal side turning operation tool 33 Terminal side expansion and contraction operation tool 34 Terminal side main drum operation tool 35 Terminal side sub drum operation tool 36 Terminal side undulation operation tool 37 Terminal side display unit 38 Terminal side control unit 39 Terminal side orientation sensor 42 Control System 42a Feedback control unit 42b Feed forward control unit 43 Winding sensor 7 Characteristic change judgment device 71 Communication unit 72 Acquisition unit 73 Storage unit 74 Display unit 75 Control unit 76 Input unit
Claims (12)
- 荷物を搬送可能なクレーンであって、
前記クレーン又は前記クレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
重み係数を有し、前記フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて前記重み係数を調整することにより前記制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、
前記重み係数を、前記クレーンに通信接続された外部装置に送信する通信制御部と、を備える、
クレーン。 A crane that can carry luggage
A feedback control unit that feedback-controls the crane or a control target that is a component of the crane.
A learning model having a weighting coefficient and learning the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting coefficient based on a teacher signal including a first signal generated in the feedback control unit.
A communication control unit for transmitting the weighting factor to an external device communicatively connected to the crane is provided.
crane. - 前記学習モデルは、前記フィードバック制御部と協働して前記制御対象をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部を構成している、請求項1に記載のクレーン。 The crane according to claim 1, wherein the learning model constitutes a feedforward control unit that feedforwards and controls the controlled object in cooperation with the feedback control unit.
- 前記制御対象は、前記クレーンのブームを旋回させるための旋回用アクチュエータ、前記ブームを起伏させるための起伏用アクチュエータ、前記ブームを伸縮させるための伸縮用アクチュエータ、及び前記クレーンのフックを昇降させるための昇降用アクチュエータのうちの少なくとも一つのアクチュエータである、請求項1又は2に記載のクレーン。 The control target is a turning actuator for turning the boom of the crane, an undulating actuator for raising and lowering the boom, a telescopic actuator for expanding and contracting the boom, and a hook for raising and lowering the crane. The crane according to claim 1 or 2, which is at least one of the elevating actuators.
- 複数の前記制御対象と、
前記制御対象のそれぞれに対応する複数の前記学習モデルと、を有する、請求項1~3の何れか一項に記載のクレーン。 With the plurality of control targets
The crane according to any one of claims 1 to 3, further comprising the plurality of learning models corresponding to each of the controlled objects. - 前記学習モデルは、前記フィードバック制御部内において前記第一信号が生成される毎に、前記教師信号に基づいて前記重み係数を調整する、請求項1~4の何れか一項に記載のクレーン。 The crane according to any one of claims 1 to 4, wherein the learning model adjusts the weighting coefficient based on the teacher signal each time the first signal is generated in the feedback control unit.
- 前記通信制御部は、前記学習モデルにおいて、前記重み係数の調整が行われる毎に、前記重み係数を前記外部装置に送信する、請求項5に記載のクレーン。 The crane according to claim 5, wherein the communication control unit transmits the weighting factor to the external device each time the weighting factor is adjusted in the learning model.
- 前記重み係数を記憶するための第一記憶部を、更に備え、
前記第一記憶部は、前記重み係数が調整される毎に前記重み係数を記憶し、
前記通信制御部は、所定のタイミングで、前記第一記憶部に記憶された前記重み係数を取得し、前記外部装置に送信する、請求項5に記載のクレーン。 A first storage unit for storing the weighting coefficient is further provided.
The first storage unit stores the weighting factor each time the weighting factor is adjusted.
The crane according to claim 5, wherein the communication control unit acquires the weighting coefficient stored in the first storage unit and transmits it to the external device at a predetermined timing. - クレーン又は前記クレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、重み係数を有し、前記フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて前記重み係数を調整することにより前記制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、を備えるクレーンに通信接続されるクレーンの特性変化判定装置であって、
前記クレーンから前記重み係数を取得する取得部と、
前記取得部から取得した重み係数を用いた演算を行う制御部と、を備える
クレーンの特性変化判定装置。 The weight coefficient is adjusted based on a feedback control unit that feedback-controls the crane or a control target that is a component of the crane, and a teacher signal that has a weight coefficient and includes a first signal generated by the feedback control unit. A learning model that learns the characteristics of the controlled object in real time, and a characteristic change determination device for a crane that is communication-connected to the crane.
An acquisition unit that acquires the weighting factor from the crane, and
A crane characteristic change determination device including a control unit that performs an operation using a weighting coefficient acquired from the acquisition unit. - 前記制御対象の正常時の特性を学習した数理モデルである基準モデルを記憶する第二記憶部を、更に備え、
前記制御部は、前記取得部から取得した重み係数と、前記第二記憶部から取得した前記基準モデルにおける重み係数と、を用いた演算を行う、請求項8に記載のクレーンの特性変化判定装置。 Further, a second storage unit for storing a reference model, which is a mathematical model that has learned the characteristics of the controlled object at normal times, is provided.
The crane characteristic change determination device according to claim 8, wherein the control unit performs an operation using a weighting coefficient acquired from the acquisition unit and a weighting coefficient in the reference model acquired from the second storage unit. .. - 前記制御部は、前記取得部から取得した重み係数と、前記基準モデルにおける重み係数とを比較し、比較結果を出力する、請求項9に記載のクレーンの特性変化判定装置。 The crane characteristic change determination device according to claim 9, wherein the control unit compares the weighting coefficient acquired from the acquisition unit with the weighting coefficient in the reference model, and outputs a comparison result.
- 情報を表示可能に構成された表示部を、更に備え、
前記制御部は、前記比較結果を前記表示部に表示させる、請求項10に記載のクレーンの特性変化判定装置。 Further equipped with a display unit configured to be able to display information,
The control unit is the crane characteristic change determination device according to claim 10, wherein the comparison result is displayed on the display unit. - クレーンと、
前記クレーンに通信接続された特性変化判定装置と、を備え、
前記クレーンは、
前記クレーン又は前記クレーンの構成部材である制御対象をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
重み係数を有し、前記フィードバック制御部において生成される第一信号を含む教師信号に基づいて前記重み係数を調整することにより前記制御対象の特性をリアルタイムで学習する学習モデルと、を備え
前記クレーンは、前記学習モデルの重み係数を前記特性変化判定装置に送信し、
前記特性変化判定装置は、前記クレーンから取得した前記重み係数に基づいて、前記制御対象の特性の変化を判定し、判定結果を出力する、
クレーンの特性変化判定システム。 With a crane,
It is equipped with a characteristic change determination device that is communication-connected to the crane.
The crane
A feedback control unit that feedback-controls the crane or a control target that is a component of the crane.
The crane is provided with a learning model having a weighting coefficient and learning the characteristics of the controlled object in real time by adjusting the weighting coefficient based on a teacher signal including a first signal generated in the feedback control unit. Sends the weighting coefficient of the learning model to the characteristic change determination device.
The characteristic change determination device determines a change in the characteristic of the controlled object based on the weighting coefficient acquired from the crane, and outputs a determination result.
Crane characteristic change judgment system.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
EP21882816.8A EP4234472A1 (en) | 2020-10-21 | 2021-10-19 | Crane, crane characteristic change determination device, and crane characteristic change determination system |
US18/030,209 US20230373761A1 (en) | 2020-10-21 | 2021-10-19 | Crane, crane characteristic change determination device, and crane characteristic change determination system |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2020176963A JP7517071B2 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | CRANE, CRANE CHARACTERISTIC CHANGE DETECTION DEVICE, AND CRANE CHARACTERISTIC CHANGE DETECTION SYSTEM |
JP2020-176963 | 2020-10-21 |
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- 2020-10-21 JP JP2020176963A patent/JP7517071B2/en active Active
-
2021
- 2021-10-19 EP EP21882816.8A patent/EP4234472A1/en active Pending
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- 2021-10-19 US US18/030,209 patent/US20230373761A1/en active Pending
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